П’єзоелектричний ефект

«Будь-яке [наукове] відкриття, наскільки б незначним воно не було, вже є неминуще досягнення», – писав Марії Склодовської-Кюрі французький фізик П’єр Кюрі за рік до їх одруження, закликаючи приєднатися до нього в «їх наукової мрії». У підлітковому віці П’єр Кюрі був закоханий у математику, особливо в стереометрію, яка пізніше виявилася корисною йому в дослідженнях з кристалографії. У 1880 р П’єр і його брат Поль Жак показали, що при стисненні деякі кристали виробляють електрику. Це явище називається тепер п’єзоелектричним ефектом. В їх дослідах використовувалися кристали турмаліну, кварцу і топазу. У 1881 р брати Кюрі знайшли зворотний ефект: в електричному полі деякі кристали деформувалися. І хоча деформація була мала, це явище знайшло пізніше застосування в пьезоізлучатель і детекторах звуку, а також для фокусування оптичних компонентів. П’єзоелектрика використовується в грамофон, мікрофонах і ультразвукових Гідролокатор на підводних човнах. У наш час п’єзоелектричні кристали застосовуються також в електронних запальничках для створення іскри, що підпалює газ. Американські військові вивчали можливість використання п’єзоелектричних матеріалів в солдатських черевиках для отримання електрики в бойових умовах. В мікрофонах звукові хвилі тиснуть на п’єзоелектричний матеріал, створюючи мінливий напруга.

Науковий журналіст Уіл Маккарті пояснює молекулярний механізм п’єзоелектрики так: «Воно виникає через те, що тиск деформує нейтральні молекули, так що вони стають” диполями “, з одного краю зарядженими позитивно, а з іншого – негативно; у свою чергу, це слабке дипольне поле створює падіння електричної напруги в матеріалі ». У старовинних фонограф (патефон, програвачах) голка ковзає по хвилястим борозенкам аудіозаписи, що деформує верхівку голки, зроблену з сегнетової солі. Це породжує електрична напруга, перетворюються далі в звук.

Цікаво, що кісткове речовина проявляє п’єзоелектричні властивості, і створюване їм електрична напруга може відігравати важливу роль у процесах формування кісток, їх харчування і ефекти, що викликаються механічними навантаженнями.

ПОДІЛИТИСЯ: