диэлектрики, обладающие самопроизвольной (спонтанной) поляризациейв отсутствие внешних воздействий[прояснить]. Обычно спонтанная поляризация незаметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных электрических зарядов, которые «натекают» на поверхность пироэлектрика из его внутреннего объёма и из окружающего воздуха
. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать до его компенсации свободными зарядами.
Исторический очерк
По одной из легенд, первое упоминание о пироэлектрическом эффекте содержится в записках Теофраста,[источник не указан 4011 дней] датированных 314 г. до н. э., который заметил, что нагретые кристаллы турмалина притягивают к себе соломинки и частички пепла. Пироэлектрические свойства турмалина были открыты вновь в 1707 году Иоганном Георгом Шмидтом.
Согласно другой версии, пироэлектрический эффект ещё в начале
Тимей» другого древнегреческого философа — Платона.[1]:194-195 Позднее о подобных свойствах кристаллов граната написал Аль-Бируни
в своём фундаментальном труде «Минералогия», и даже привёл строки из любовного стихотворения, посвящённого пироэлектрическому эффекту:
Глаза мерцают, словно влажный виноград.
Молю: взгляни! Других не надобно наград.
Ресницы так притягивают сердце,
Как не влечёт к себе соломинку гранат.
— (пер. С.Ахметова)
Связь явления пироэлектричества с другими электрическими явлениями в кристаллах была доказана и дополнительно развита
турмалина, они подробно описали пироэлектрический эффект, впервые объяснив возникающее явление поляризации. Спустя 127 лет научное сообщество было удивлено необычайно наглядным и эффектным опытом немецкого учёного Августа Кундта, развившего исследования предшественников. Разогрев кристалл турмалина, он опылил его смесью двух мелкодисперсных порошков: серы и сурика, предварительно пропустив их через шёлковое сито. В процессе просеивания (трения) о шёлк ярко-жёлтые частицы серы заряжались отрицательно, а красно-оранжевые частицы сурика, напротив, положительно. В результате этой несложной демонстрации всем присутствующим стало видно, что один конец турмалина окрасился в жёлтый цвет, а другой стал — красным. Затем Август Кундт поразил своих учёных зрителей тем, что при охлаждении кристалла турмалина полюса поменялись, и соответственно, в строго обратном порядке поменялись и цвета́.[1]
:195
При изменении температуры на один
пьезоэлектриком. Правда, это правило не имеет обратной силы. Далеко не все пьезоэлектрики имеют пироэлектрические свойства.[1]
:195
пьезоэффекта
Физические свойства
Изменение спонтанной поляризации и появление электрического поля в пироэлектриках может происходить не только при изменении температуры, но и при механической деформации. Поэтому все пироэлектрики являются
пьезоэлектриками, но не наоборот. Существование спонтанной поляризации, другими словами несовпадение центров кристаллизации положительных и отрицательных зарядов обусловлено достаточно низкой симметрией кристаллов[прояснить
].
Источники
↑ 123С.Ахметов. «Беседы о геммологии». — М.: «Молодая гвардия», 1989. — 237 с. — ISBN 5-235-00499-X.
См. также
Сегнетоэлектрики
Пьезоэффект
Кристалл
Литература
Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 160—162. — 688 с.
