Страница:Радиофронт 1936 г. №20 (полн).djvu/20

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


(нижний) получает заряд отрицательного знака (рис. 1о). Если же этот кристалл охлаждать, то пока температура его понижается, верхний конец ^ его получает отрицательный заряд, а нижний — положительный (рис. 16). При постоянной температуре обычно на кристалле никаких электрических зарядов не наблюдается.

Z

Рис. 3. Ориентировка пьезокварцевой пластинки относительно осей кристалла

При нагревании кварца электрические заряды появляются на ребрах гексагональной призмы, причем знаки зарядов чередуются (рис. 2). При охлаждении кварца знаки зарядов меняются иа обратные. Те точки кристалла, на которых при изменяющейся температуре появляются электрические заряды, называются его полюсами. Тот полюс, знак заряда которого соответствует характеру изменения температуры (при нагревании положительный, при охлаждении отрицательный}, называется аналогичным. Тот полюс, знак заряда которого противоположен характеру изменения температуры (при нагревании отрицательный, при охлаждении положительный), называется аити- логичным полюсом кристалла.

Линия, соединяющая противоположные полюсы кристалла, называется электрической осью кристалла. Как видно из рис. 1 и 2, у турмалина одна электрическая ось, которая совпадает с его оптической осью у кварца — три электрических оси: Xi, Хг, Хз, которые расположены в плоскости,' перпендикулярной оптической оси Z.

Определение полярности кристаллов в случае монокристалла или крупных двойниковых срастаний не представляет затруднений. Для этого чрезвычайно удобен и достаточно прост так называемый метод Кундта, который заключается в следующем: испытуемый кристалл нагревается до

определенной температуры, после чего ему дают медленно остыть. Остывающий кристалл опыляется смесью красного сурика (РЬ304) и серы (S), которые просеиваются через хлопчатобумажную ткань. Сера, проходя через хлопчатую бумагу, электризуется от тррния отрицательно' и, следовательно, будет прилипать к положительно заряженным частям кристалла. Сурик же, электризуясь при трении о хлопчатую бумагу положительно, будет прилипать к отрицательно заряженным частям кри-" сталла. В результате этого появляется чрезвычайно ясная картина распределения электрических зарядов иа кристалле, так как положительно заряженные. места окрасятся в Желтый цвет, а от- I рицательно заряженные места окрасятся суриком в 1 красный.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСТВО

В 1880 г. братья П. и Ж. Кюри заметили, что . некоторые кристаллы, проявляющие пироэлектрический эффект, обладают еще и другим свойством, а именно: если сжимать такие кристаллы по направлению электрической оси, то на их поверхности также появляются электрические заряды. Это явление было впоследствии названо пьезоэлектрическим эффектом. 1

ПРЯМОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

Первые эксперименты, произведенные братьями Кюри, и полученные ими результаты заключаются в следующем. f

Если из пьезоэлектрического кристалла вырезать пластинку или стержень, так чтобы две его 1 плоскости были перпендикулярны электрической оси (рис. 3) и, покрыв их металлическими обкладками, сжимать в направлении этой реи, то на обкладках появляются свободные электрические заряды, которые можно определить электрометром или катодным вольтметром.

Знаки зарядов, которые появляются при сжа- Ли пластинки, получаются такие же, как и при охлаждении этой пластинки при пироэлектрическом эффекте, т. е. отрицательный знак на аналогичном полюсе, а положительный Заряд иа антилогичном.

о

Если нс превышать определенной величины деформации кристалла, то величина получающихся зарядов прямо пропорциональна сжимающему усилию.

Если, сохранив расположение обкладок, сжимать кристалл ре по электрической оси, а в направлении, ей' перпендикулярном, то знаки зарядов на обкладках изменятся на обратные.

В результате этих экспериментов было установлено, что появление электрических зарядов связано л изменением геометрических размеров пьезоэлектрического препарата, причем сокращение размеров по электрической оси аналогично охлаждению кристалла при пироэлектрическом эффекте, а сокращение размеров препарата в направлении, перпендикулярном оси X, аналогично нагреванию кристалла. То, что такие деформации должны вызывать заряды противоположных - знаков, нетрудно сообразить, исходя из следующих рассуждений.

При сжатии кристалла по электрической оси сокращается его размер по-оси X и увеличивается размер по оси Y, а при сжатии по направлению перпендикулярному электрической оси, уменьшается его размер по оси Y и увеличивается размер по оси X. Совершенно очевидно, что деформации противоположного характера должны вызывать появление электрических зарядов противоположных знаков.