壓電現(xiàn)象

當(dāng)壓電材料受到外力作用時(shí)，其表面將產(chǎn)生電荷，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。 利用壓電材料可以制成力敏元件，用來(lái)測(cè)量力和能轉(zhuǎn)變成力的各種物理量 由于壓電效應(yīng)是可逆的，在壓電材料的一定方向施加電場(chǎng)，它就會(huì)產(chǎn)生變形。

正壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí),內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。

逆壓電效應(yīng)是指對(duì)晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象，又稱電致伸縮效應(yīng)。用逆壓電效應(yīng)制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長(zhǎng)度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型 5種基本形式。壓電晶體是各向異性的，并非所有晶體都能在這 5種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應(yīng)。例如石英晶體就沒(méi)有體積變形壓電效應(yīng)，但具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。

壓電現(xiàn)象主要發(fā)現(xiàn)在晶體分子排列不對(duì)稱的材料上。其名稱是由壓力和電機(jī)兩個(gè)含義來(lái)構(gòu)成的，意味著兩個(gè)因素之間的效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，若向壓電晶體施加壓力，在晶體的某些表面上便產(chǎn)生電荷，稱之為壓電效應(yīng)。 反過(guò)來(lái)，因它內(nèi)部正負(fù)電荷中心位移，產(chǎn)生變形振動(dòng)，這種效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。 在陶瓷材料中有幾種出現(xiàn)壓電現(xiàn)象。

壓電現(xiàn)象：某些電介質(zhì)（如石英、酒石酸鉀鈉等晶體）在壓力作用下，兩端間出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象。將這種電介質(zhì)置于電場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生彈性形變，這種現(xiàn)象叫做逆壓電現(xiàn)象或電質(zhì)伸縮。

壓電效應(yīng)（英語(yǔ)：Piezoelectricity），是電介質(zhì)材料中一種機(jī)械能與電能互換的現(xiàn)象。壓電效應(yīng)有兩種，正壓電效應(yīng)及逆壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)在聲音的產(chǎn)生和偵測(cè)，高電壓的生成，電頻生成，微量天平（英語(yǔ)：microbalance），和光學(xué)器件的超細(xì)聚焦有著重要的運(yùn)用。

1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應(yīng)。1881年，他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了逆壓電效應(yīng)，并得出了正逆壓電常數(shù)。1910年，德國(guó)物理學(xué)家沃德馬·沃伊特發(fā)表著作《晶體物理學(xué)教科書(shū)》（Lehrbuch der Kristallphysik，Textbook on Crystal Physics）。這本書(shū)描述了20種能夠產(chǎn)生壓電效應(yīng)的自然晶體，并且用張量分析來(lái)嚴(yán)格定義壓電常數(shù)。

有趣的物理現(xiàn)象

物理現(xiàn)象一：光的折射

下雨天天空中出現(xiàn)彩虹；

物理現(xiàn)象二：磁力現(xiàn)象

兩塊磁鐵相互吸引或排斥；

物理現(xiàn)象三：能量的轉(zhuǎn)化

細(xì)線懸掛的小球在空中擺動(dòng)（重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化）；

物理現(xiàn)象四：液體凝固

冬天早晨窗子上出現(xiàn)冰花；

物理現(xiàn)象五：擴(kuò)散現(xiàn)象

一滴紅墨水滴入一個(gè)裝滿清水的杯子，很快一杯水都紅了；

物理現(xiàn)象六：光的反射

鏡子中出現(xiàn)自己；

物理現(xiàn)象七：沸騰現(xiàn)象

燒開(kāi)的水水面不停地翻滾；

物理現(xiàn)象八：做家具

形狀改變，其本質(zhì)并沒(méi)有變化。木匠把木頭做成桌子、椅子等家具。

壓電效應(yīng)是Pierre Curic和Jacques Curic兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。在某些特定方向上對(duì)某些電介質(zhì)晶體(α-石英晶體)施加機(jī)械應(yīng)力(拉或壓)時(shí)，晶體內(nèi)部正、負(fù)電荷中心將發(fā)生相對(duì)位移而產(chǎn)生極化，從而使晶體兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷，其電荷密度與外力成正比，這種在機(jī)械應(yīng)力的作用下使電介質(zhì)晶體產(chǎn)生極化并形成晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)(或正壓電效應(yīng))。Curie兄弟發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)以后的第二年(即1881年)，Lippmann依據(jù)熱力學(xué)方法，預(yù)先推知應(yīng)有逆壓電效應(yīng)存在。幾個(gè)月后，Curie兄弟便用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了這一點(diǎn)。