ПЬЕЗОЭФФЕКТ

Пьезоэлектрический эффект (от греч. piezo - давлю) - явление поляризации диэлектрика при возникновении в нем механического напряжения (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект- возникновение механических деформаций в теле под действием электрического поля. Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах- пьезоэлектриках. Оба эффекта открыты братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880-1881 гг.

Пьезоэлектрики используются в датчиках давления, детонаторах, источниках и приемниках звука, резонаторах высокостабильных генераторов частоты, конденсаторах и др. Чаще всего их используют в зажигалках, в которых порождающая пламя искра образуется при ударе по пьезопластинке. Передовой областью использования пьезоэлектриков является сканирующая зондовая микроскопия, где с их помощью перемещают зонд (иглу) над исследуемой поверхностью с точностью до 0,01 ангстрема.

В опыте используется шарообразный (с полостью) пьезодатчик из поликристаллического титаната бария диаметром 30 мм. Внутренняя и наружная поверхности датчика металлизированы, и к ним припаяны токоотводящие провода. Концы этих проводов соединяют с входом усилителя мощности низкой частоты. К выходу одного из каналов усиления подсоединяют маломощную лампочку накаливания, а к выходу другого - громкоговоритель. Усиление каждого из каналов подбирают заблаговременно до демонстрации опыта.

Удерживая пьезодатчик на весу за отходящие от него провода, легонько ударяют им по поверхности стола. Можно также щелкнуть по датчику ногтем. Каждое соударение сопровождается кратковременной вспышкой лампочки и громким щелчком громкоговорителя. Эффект объясняется тем, что датчик, упруго деформируясь при ударе, генерирует импульс напряжения, который, после его усиления, зажигает лампочку и возбуждает громкоговоритель.

ЭЛЕКТРОЁМКОСТЬ ПРОВОДНИКА

Для введения понятия электроемкости нужны два электрометра одинаковой конструкции, причем чувствительность их также должна быть одинаковой. На электрометры устанавливают сферические кондукторы: на один электрометр ставят малый кондуктор, а на другой электрометр - большой. Корпуса электрометров заземляют.

От заряженной электрофорной машины на каждый кондуктор с помощью пробного шарика переносят одинаковые заряды (рис. 23). Делают это так. Шариком касаются сначала вывода машины, а потом одного из кондукторов, например, малого. Затем шариком снова касаются прежнего вывода машины, а потом - большого кондуктора. Для получения ожидаемого эффекта бывает достаточно двух таких прикосновений к каждому кондуктору.

Демонстрация зависимости электроемкости сферического проводника от его размера

Рис. 23. Демонстрация зависимости электроемкости сферического проводника от его размера

Внимание наблюдателей обращают на различие показаний электрометров. У электрометра с большим кондуктором стрелка отклоняется на меньший угол, поскольку электроемкость его кондуктора больше.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >