Физика твердого тела - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЮФУ | Ростов-на-Дону

Составители: 

Рубрика: 

17
3 ПЬЕЗОЭФФЕКТ
В некоторых типах диэлектриков возможна поляризация другого типа –
помимо поляризации, вызванной внешним электрическим полем, поляризация
может возникать под действием деформации, то есть в таких кристаллах
возникают заряды на поверхности диэлектрика при деформации. Такие кристаллы
называют пьезоэлектриками. Так как деформации сами по себе не могут изменить
общий заряд кристалла (закон
сохранения заряда), то образующиеся при
деформации поверхностные заряды имеют различные знаки на различных частях
поверхности. К числу пьезоэлектриков относятся кварц, турмалин, сегнетова соль
и другие вещества.
Опыт показывает, что заряды на поверхности диэлектрика возникают в
определенных направлениях, называемых полярными осями пьезоэлектрика (оси
полярные, так как от выбора направления оси зависит
знак заряда на гранях
пьезоэлектрика). На противоположных гранях, перпендикулярных полярной оси,
при однородных деформациях возникают заряды противоположного знака,
причем знаки зарядов меняются при изменении знака деформации (например,
смены сжатия на растяжение).
Когда может возникнуть электрический момент при деформации? Так как
на разных гранях, перпендикулярных полярной оси, возникают заряды
противоположных знаков, то
различные направления вдоль полярной оси
неэквивалентны. Иными словами, если повернуть кристалл вдоль оси,
перпендикулярной полярной, на угол 180˚, то полярная ось перейдет в себя, а
атомы, составляющие кристалл, сами с собой не совместятся. Поэтому, если есть
центр симметрии, то пьезоэффект не наблюдается (смотри рисунки 7, 8).
Полярные оси определяются свойствами симметрии кристаллической
решетки.
Из тридцати двух точечных групп в трехмерном пространстве, только для
двадцати отсутствует центр инверсии, и в них может наблюдаться пьезоэффект.

Страницы