П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў выпрацоўваць электрычнасць пры механічным уздзеянні і наадварот. Слова паходзіць ад грэцкага п'еза, што азначае ціск і электрычнасць. Упершыню ён быў знойдзены ў 1880 годзе, але канцэпцыя вядомая даўно.
Самым вядомым прыкладам п'езаэлектрычнасці з'яўляецца кварц, але многія іншыя матэрыялы таксама дэманструюць гэты феномен. Найбольш распаўсюджаным выкарыстаннем п'езаэлектрычнасці з'яўляецца вытворчасць ультрагуку.
У гэтым артыкуле я абмяркую, што такое п'езаэлектрычнасць, як яна працуе і некаторыя з многіх практычных ужыванняў гэтай дзіўнай з'явы.
Што такое п'езаэлектрычнасць?
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць пэўных матэрыялаў ствараць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. П'езаэлектрычныя матэрыялы могуць быць выкарыстаны для выпрацоўкі электраэнергіі высокага напружання, тактавых генератараў, электронных прылад, мікравагаў, прывада ультрагукавых соплаў і звыштонкіх факусуючых аптычных вузлоў.
П'езаэлектрычныя матэрыялы ўключаюць крышталі, пэўную кераміку, біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК, і вавёркі. Калі да п'езаэлектрычнага матэрыялу прыкладваецца сіла, ён стварае электрычны зарад. Затым гэты зарад можна выкарыстоўваць для харчавання прылад або стварэння напружання.
П'езаэлектрычныя матэрыялы выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення, у тым ліку:
• Вытворчасць і выяўленне гуку
• П'езаэлектрычны струменевы друк
• Выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання
• Генератары тактавых сігналаў
• Электронныя прылады
• Мікравесы
• Прывад ультрагукавых асадак
• Аптычныя вузлы звыштонкай факусіроўкі
• Пікапы для гітар з электронным узмацненнем
• Трыгеры для сучасных электронных барабанаў
• Вытворчасць іскраў для распальвання газу
• Варачныя і ацяпляльныя прылады
• Ліхтарыкі і запальніцы.
Якая гісторыя п'езаэлектрычнасці?
П'езаэлектрычнасць была адкрыта ў 1880 годзе французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры. Гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў пэўных цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, у адказ на механічнае ўздзеянне. Слова "п'езаэлектрычнасць" паходзіць ад грэчаскага слова "piezein", што азначае "сцісканне" або "прэс", і "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля.
Камбінаваныя веды сям'і Кюры аб піраэлектрычнасці і разуменні асноўных крышталічных структур прывялі да прагназавання піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўвалася ў многіх карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары і электронныя прылады, мікравесы, прывад ультрагукавых соплаў, звыштонкую факусоўку аптычных зборак і формы аснове сканіруючых зондавых мікраскопаў для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў.
П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для ўзнікнення іскраў для запальвання газу ў прыборах для падрыхтоўкі ежы і ацяпленні, факелах, запальніцах і піраэлектрычным эфекце, калі матэрыял стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы.
Развіццё гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны прывяло да выкарыстання п'езаэлектрычных крышталяў, распрацаваных Bell Telephone Laboratories. Гэта дазволіла ВПС саюзнікаў наносіць скаардынаваныя масавыя атакі з выкарыстаннем авіяцыйнай радыёсувязі. Распрацоўка п'езаэлектрычных прылад і матэрыялаў у Злучаных Штатах утрымлівала кампаніі ў развіцці ваенных пачаткаў у сферы інтарэсаў, забяспечваючы выгадныя патэнты на новыя матэрыялы.
Японія ўбачыла новыя віды прымянення і рост п'езаэлектрычнай прамысловасці ЗША і хутка распрацавала ўласную. Яны хутка абменьваліся інфармацыяй і распрацавалі тытанат барыю, а пазней і тытанат цырканату свінцу з пэўнымі ўласцівасцямі для канкрэтнага прымянення.
П'езаэлектрычнасць прайшла доўгі шлях з моманту свайго адкрыцця ў 1880 годзе і цяпер выкарыстоўваецца ў розных штодзённых праграмах. Ён таксама выкарыстоўваўся для дасягнення поспехаў у даследаванні матэрыялаў, такіх як ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці, якія пасылаюць ультрагукавы імпульс праз матэрыял для вымярэння адлюстраванняў і разрываў, каб знайсці недахопы ўнутры адліваных металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Як працуе п'езаэлектрычнасць
У гэтым раздзеле я буду даследаваць, як працуе п'езаэлектрычнасць. Я буду разглядаць назапашванне электрычнага зарада ў цвёрдых целах, лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне і зварачальны працэс, якія складаюць гэтую з'яву. Я таксама буду абмяркоўваць гісторыю п'езаэлектрычнасці і яе прымянення.
Назапашванне электрычнага зараду ў цвёрдых целах
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя на прымененае механічнае ўздзеянне, і яго назва паходзіць ад грэчаскіх слоў «piezein» (сціскаць або націскаць) і «ēlektron» (бурштын).
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, калі ўнутраная генерацыя механічнай дэфармацыі ўзнікае ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады матэрыялаў, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, ўключаюць крышталі тытаната цырканата свінцу.
Французскія фізікі П'ер і Жак Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. З тых часоў яна выкарыстоўвалася ў розных карысных прымяненнях, у тым ліку для стварэння і выяўлення гуку, п'езаэлектрычнага струменевага друку, выпрацоўкі электрычнасці высокага напружання, тактавых генератараў і электронных прылад, такіх як мікравагі і прывадныя ультрагукавыя асадкі для звыштонкай факусоўкі аптычных зборак. Ён таксама складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне ў стварэнні іскраў для запальвання газу, у прыборах для прыгатавання ежы і ацяпленні, факелах, запальніцах і піраэлектрычным эфекце, калі матэрыял стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэта было вывучана Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі з'яўляецца дэманстрацыяй прамога п'езаэлектрычнага эфекту. Браты П'ер і Жак Кюры аб'ядналі свае веды аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур, што прывяло да прадказання піраэлектрычнасці. Яны змаглі прадказаць паводзіны крышталя і прадэманстравалі эфект у такіх крышталях, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і соль Рашэля. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. П'езаэлектрычны дыск стварае напружанне пры дэфармацыі, і змяненне формы значна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры.
Яны змаглі прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект, і зваротны эфект быў матэматычна выведзены Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе. Сям'я Кюры неадкладна пацвердзіла існаванне зваротнага эфекту і атрымала колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-эласта-эфекту. механічныя дэфармацыі ў п'езаэлектрычных крышталях.
На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталяў), у якой апісаны прыродныя класы крышталяў, здольныя ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаны п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу. Гэта было практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад, і гідралакатар быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак.
Дэтэктар складаўся з а пераўтваральнік выраблены з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафон для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокі частата імпульсу ад пераўтваральніка і вымярэння часу, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарыстоўвалі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гідралакатар паспяховым, і гэты праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад. На працягу дзесяцігоддзяў даследаваліся і распрацоўваліся новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення гэтых матэрыялаў, і п'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў розных галінах. Керамічныя фанографныя картрыджы спрашчаюць канструкцыю прайгравальніка і ствараюць танныя і дакладныя прайгравальнікі, якія танней абслугоўваць і лягчэй ствараць.
Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў.
Лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў ствараць электрычны зарад пры механічным уздзеянні. Слова паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «сціскаць або націскаць», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», які быў старажытнай крыніцай электрычнага зарада.
П'езаэлектрычнасць была адкрыта ў 1880 годзе французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры. Ён заснаваны на лінейным электрамеханічным узаемадзеянні паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, у выніку чаго ўнутраная генерацыя механічнай дэфармацыі ўзнікае ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады матэрыялаў, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць пры дэфармацыі сваёй статычнай структуры, ўключаюць крышталі тытаната цырканата свінцу. Наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні знешняга электрычнага поля, што вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і выкарыстоўваецца для вытворчасці ультрагукавых хваль.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўвалася ў розных карысных мэтах, такіх як:
• Вытворчасць і выяўленне гуку
• П'езаэлектрычны струменевы друк
• Выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання
• Тактавы генератар
• Электронныя прылады
• Мікравесы
• Прывад ультрагукавых асадак
• Аптычныя вузлы звыштонкай факусіроўкі
• Складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў
• Знімачы ў гітарах з электронным узмацненнем
• Трыгеры ў сучасных электронных барабанах
• Стварэнне іскраў для ўзгарання газу ў прыборах для падрыхтоўкі ежы і ацяплення
• Ліхтарыкі і запальніцы
П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць паўсядзённае прымяненне ў піраэлектрычным эфекце, які ўяўляе сабой матэрыял, які стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэта было вывучана Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Аднак эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Прагляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў музеі Хантэрыяна ў Шатландыі - гэта дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту. Гэта была праца братоў П'ера і Жака Кюры, якая даследавала і вызначыла крышталічныя структуры, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, кульмінацыяй якой стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае натуральныя класы крышталяў, здольных ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу, што прывяло да практычнага прымянення п'езаэлектрычных прылад.
Гідралакатар быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны, калі француз Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу з пераўтваральніка. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта, выкарыстоўваючы п'езаэлектрычнасць. Поспех гэтага праекта выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на працягу дзесяцігоддзяў, з новымі п'езаэлектрычнымі матэрыяламі і новымі прымяненнямі для гэтых матэрыялаў, якія вывучаюцца і распрацоўваюцца. П'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў многіх галінах, напрыклад, керамічныя фанографныя картрыджы, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальнікаў і зрабілі больш таннымі і дакладнымі прайгравальнікамі, а таксама танней і прасцей у стварэнні і абслугоўванні.
Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі. Пасля Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў Злучаных Штатах, Расіі і Японіі адкрылі новы клас сінтэтычных матэрыялаў, якія называюцца сегнетоэлектриками, якія дэманструюць п'езаэлектрычныя канстанты ў шмат разоў вышэй, чым у натуральных матэрыялаў. Гэта прывяло да інтэнсіўных даследаванняў па распрацоўцы тытаната барыю, а пазней і тытаната цырканату свінцу, матэрыялаў з пэўнымі ўласцівасцямі для канкрэтнага прымянення.
Важкі прыклад выкарыстання п'езаэлектрычных крышталяў быў распрацаваны Bell Telephone Laboratories пасля Другой сусветнай вайны. Фрэдэрык Р. Лэк, які працуе ў інжынерным аддзеле радыётэлефаніі,
Зварачальны працэс
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя гэтых матэрыялаў на механічнае ўздзеянне. Слова «п'езаэлектрычнасць» паходзіць ад грэчаскіх слоў «piezein», што азначае «сціскаць» або «прэс», і «ēlektron», што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады матэрыялаў, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, ўключаюць крышталі тытаната цырканата свінцу. Калі статычная структура гэтых крышталяў дэфармуецца, яны вяртаюцца да свайго першапачатковага памеру, і, наадварот, калі прымяняецца знешняе электрычнае поле, яны змяняюць свой статычны памер, ствараючы ультрагукавыя хвалі.
Французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. З тых часоў яна выкарыстоўвалася ў розных карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электрычнасці высокага напружання, тактавыя генератары, электронныя прылады, мікравагі, прывада ультрагукавых асадак і аптычных вузлоў звыштонкай факусоўкі. Гэта таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, паходнях, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, пры якім матэрыял генеруе электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, вывучалі Карл Ліней, Франц Эпін і Рэнэ Хауі ў сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды аб бурштыне. Антуан Сезар Бекерэль паставіў сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам, але эксперыменты аказаліся непераканаўчымі.
Наведвальнікі Хантэрыянскага музея ў Глазга могуць убачыць п'езакрыштальны кампенсатар Кюры, дэманстрацыю прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры. Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана з эфектам такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат і кварц тартрат натрыю і калія таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэта змяненне формы было моцна перабольшана Кюры, каб прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект. Адваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае натуральныя класы крышталяў, здольных да п'езаэлектрычнасці, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад, такіх як гідралакатар, было распрацавана падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокачашчынны імпульс ад пераўтваральніка і вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарыстоўвалі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гэты рэхалот паспяховым. Гэты праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад, і на працягу дзесяцігоддзяў былі вывучаны і распрацаваны новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення гэтых матэрыялаў. П'езаэлектрычныя прылады
Што выклікае п'езаэлектрычнасць?
У гэтым раздзеле я буду даследаваць паходжанне п'езаэлектрычнасці і розныя матэрыялы, якія дэманструюць гэтую з'яву. Я буду глядзець на грэцкае слова "piezein", старажытная крыніца электрычнага зарада і эфект піраэлектрычнасці. Я таксама буду абмяркоўваць адкрыцці П'ера і Жака Кюры і распрацоўку п'езаэлектрычных прылад у 20 стагоддзі.
Грэчаскае слова Piezein
П'езаэлектрычнасць - гэта назапашванне электрычнага зарада ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта выклікана рэакцыяй гэтых матэрыялаў на механічнае ўздзеянне. Слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "ēlektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, што вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і з'яўляецца вытворчасцю ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваўся ў многіх карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электрычнасці высокага напружання, генератары тактавых сігналаў і электронныя прылады, такія як мікравагі , ультрагукавыя сопла прывада і аптычныя зборкі звыштонкай факусоўкі. Ён таксама складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і награвальных прыладах, факелах, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой генерацыю электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічнае напружанне і электрычны зарад. Эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
У музеі ў Шатландыі наведвальнікі могуць убачыць п'езакрышталічны кампенсатар Кюры, дэманстрацыю прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры. Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат тартрату натрыю калія і кварц з Рашэльскай солі дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, а п'езаэлектрычны дыск стварае напружанне пры дэфармацыі. Гэтая змена формы моцна перабольшаная ў дэманстрацыі Кюры.
У далейшым Кюры атрымалі колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае прыродныя класы крышталяў, здольных да п'езаэлектрычнасці, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычнасці прывяло да распрацоўкі гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, які называўся гідрафонам, для выяўлення рэха, якое вяртаецца пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу. Датчык вымяраў час, які спатрэбіўся, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, каб вылічыць адлегласць да аб'екта. Выкарыстанне п'езаэлектрычнасці ў гідралакатары мела поспех, і гэты праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на дзесяцігоддзі.
Былі даследаваны і распрацаваны новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымяненні для гэтых матэрыялаў, і п'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў многіх галінах, напрыклад, керамічныя картрыджы для фанографа, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі больш танныя, дакладныя прайгравальнікі, якія былі танней у абслугоўванні і прасцей будаваць. Развіццё
Старажытная крыніца электрычнага зарада
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта выклікана рэакцыяй матэрыялу на якое прыкладаецца механічнае ўздзеянне. Слова «п'езаэлектрычнасць» паходзіць ад грэчаскага слова «piezein», што азначае «сціскаць або націскаць», і слова «elektron», што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, калі прымяняецца знешняе электрычнае поле, крышталі змяняюць свой статычны памер у выніку зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту, ствараючы ультрагукавыя хвалі.
П'езаэлектрычны эфект быў адкрыты ў 1880 годзе французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры. Ён выкарыстоўваецца ў розных карысных прылажэннях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струйны друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, генератары тактавых сігналаў і электронныя прылады, такія як мікравагі і прывадныя ультрагукавыя сопла для звыштонкай факусоўкі аптычных зборак. Гэта таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне ў генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, факелах, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой стварэнне электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічнымі стрэс і электрычны зарад. Аднак іх эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Выгляд п'езакрышталя і кампенсатара Кюры ў музеі Хантэрыяна ў Шатландыі дэманструе прамы п'езаэлектрычны эфект. Гэта была праца братоў П'ера і Жака Кюры, якая даследавала і вызначыла крышталічныя структуры, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, кульмінацыяй якой стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае прыродныя класы крышталяў, здольных да п'езаэлектрычнасці, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу, што дазваляе практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад.
Сонар быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны французам Полем Ланжэвенам і яго калегамі, якія распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Дэтэктар складаўся з пераўтваральніка з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокачашчынны імпульс з пераўтваральніка і вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарыстоўвалі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гэты рэхалот паспяховым. Праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на дзесяцігоддзі.
Піраэлектрычнасць
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічным і электрычным станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Слова «п'езаэлектрычнасць» паходзіць ад грэчаскага слова «piezein», што азначае «сціскаць або націскаць», і грэчаскага слова «ēlektron», што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект быў адкрыты французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры ў 1880 годзе. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады матэрыялаў, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, ўключаюць крышталі тытаната цырканата свінцу. Калі статычная канструкцыя дэфармуецца, яна вяртаецца да першапачатковага памеру. І наадварот, пры прымяненні вонкавага электрычнага поля ўзнікае зваротны п'езаэлектрычны эфект, які прыводзіць да ўзнікнення ультрагукавых хваль.
П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваецца ў многіх карысных прылажэннях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары і электронныя прылады, такія як мікравагі, ультрагукавыя сопла прывада і аптычныя зборкі звыштонкай факусоўкі. Ён таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і награвальных прыладах, факелах, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой стварэнне электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі ўзаемасувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Аднак эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Выгляд п'езакрышталя ў музеі кампенсатара Кюры ў Шатландыі - дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту. Браты П'ер і Жак Кюры аб'ядналі свае веды аб піраэлектрычнасці і разуменні асноўных крышталічных структур, каб даць пачатак разуменню піраэлектрычнасці і прадказаць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Было выяўлена, што тэтрагідрат тартрату натрыю калія і кварц дэманструюць п'езаэлектрычнасць, а п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэта было моцна перабольшана Кюры, каб прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект. Адваротны эфект быў матэматычна выведзены з дапамогай фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. У наступныя дзесяцігоддзі п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя).
Распрацоўка гідралакатара была паспяховай, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад. У наступныя дзесяцігоддзі былі даследаваны і распрацаваны новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення гэтых матэрыялаў. П'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў многіх галінах, напрыклад, керамічныя картрыджы для фанографаў, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі больш танныя і дакладныя прайгравальнікі, таннейшыя ў абслугоўванні і прасцейшыя ў стварэнні. Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Пасля Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў Злучаных Штатах, Расіі і Японіі адкрылі новы клас сінтэтычных матэрыялаў пад назвай сегнетоэлектрыкі, якія дэманстравалі п'езаэлектрычныя канстанты, якія былі
П'езаэлектрычныя матэрыялы
У гэтым раздзеле я буду абмяркоўваць матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, які з'яўляецца здольнасцю пэўных матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Я буду разглядаць крышталі, кераміку, біялагічныя рэчывы, косці, ДНК і вавёркі, а таксама тое, як усе яны рэагуюць на п'езаэлектрычны эфект.
Крышталі
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «выцісканне» або «націск», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада. П'езаэлектрычныя матэрыялы ўключаюць крышталі, кераміку, біялагічныя рэчывы, косці, ДНК і вавёркі.
П'езаэлектрычнасць - гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады матэрыялаў, якія ствараюць вымерную п'езаэлектрычнасць, ўключаюць крышталі тытаната цырканату свінцу, якія могуць дэфармавацца да першапачатковага памеру або, наадварот, змяняць свой статычны памер пры прымяненні вонкавага электрычнага поля. Гэта вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і выкарыстоўваецца для атрымання ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 г. П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваўся ў розных карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электрычнасці высокага напружання, генератары тактавых сігналаў і электронныя прылады, такія як у якасці мікравагаў, прывадных ультрагукавых асадак і аптычных зборак звыштонкай факусіроўкі. Гэта таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў. П'езаэлектрычныя гуказдымальнікі таксама выкарыстоўваюцца ў гітарах з электронным узмацненнем і трыгеры ў сучасных электронных барабанах.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне ў генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і награвальных прыладах, а таксама ў паходнях і запальнічках. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой генерацыю электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным стрэс і электрычны зарад. Эксперыменты, якія пацвярджаюць гэтую тэорыю, не далі вынікаў.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі з'яўляецца дэманстрацыяй прамога п'езаэлектрычнага эфекту. Браты П'ер і Жак Кюры аб'ядналі свае веды аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур, каб даць пачатак прадказанню піраэлектрычнасці. Яны змаглі прадказаць паводзіны крышталя і прадэманстравалі эфект у такіх крышталях, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і соль Рашэля. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. П'езаэлектрычны дыск стварае напружанне пры дэфармацыі; змяненне формы моцна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры.
Яны таксама змаглі прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект і матэматычна вывесці асноўныя тэрмадынамічныя прынцыпы, якія ляжаць у яго аснове. Габрыэль Ліпман зрабіў гэта ў 1881 годзе. Сям'я Кюры адразу пацвердзіла існаванне адваротнага эфекту і атрымала колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях.
На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя), у якой апісаны прыродныя класы крышталяў, здольныя ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаны п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад у гідралакатарах было развіта падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, які называўся гідрафонам, для выяўлення рэха, якое вяртаецца пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Выкарыстанне п'езаэлектрычнасці ў гідралакатары мела поспех, і на працягу дзесяцігоддзяў праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад.
Кераміка
П'езаэлектрычныя матэрыялы - гэта цвёрдыя рэчывы, якія назапашваюць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. П'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «выцісканне» або «націск», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада. П'езаэлектрычныя матэрыялы выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк і выпрацоўку электрычнасці высокага напружання.
П'езаэлектрычныя матэрыялы знаходзяцца ў крышталях, кераміцы, біялагічных рэчывах, косці, ДНК і вавёрках. Кераміка - гэта найбольш распаўсюджаныя п'езаэлектрычныя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў штодзённым прымяненні. Кераміка вырабляецца з камбінацыі аксідаў металаў, такіх як цырканат-тытанат свінцу (PZT), якія награваюцца да высокіх тэмператур з адукацыяй цвёрдага рэчыва. Кераміка вельмі трывалая і вытрымлівае экстрэмальныя тэмпературы і ціск.
П'езаэлектрычная кераміка мае розныя прымянення, у тым ліку:
• Стварэнне іскраў для распальвання газу для прыгатавання ежы і ацяпляльных прылад, такіх як паходні і запальніцы.
• Стварэнне ультрагукавых хваль для медыцынскай візуалізацыі.
• Стварэнне электраэнергіі высокага напружання для тактавых генератараў і электронных прылад.
• Стварэнне мікравагаў для выкарыстання ў дакладным узважванні.
• Прывадныя ультрагукавыя асадкі для звыштонкай факусоўкі аптычных зборак.
• Фармаванне асновы для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў.
• Датчыкі для гітар з электронным узмацненнем і трыгеры для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычная кераміка выкарыстоўваецца ў шырокім спектры прымянення - ад бытавой электронікі да медыцынскай візуалізацыі. Яны вельмі трывалыя і могуць супрацьстаяць экстрэмальным тэмпературам і ціскам, што робіць іх ідэальнымі для выкарыстання ў розных галінах прамысловасці.
Біялагічная матэрыя
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Яно паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "ēlektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
Такія біялагічныя рэчывы, як косці, ДНК і бялкі, адносяцца да матэрыялаў, якія праяўляюць п'езаэлектрычнасць. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады гэтых матэрыялаў ўключаюць крышталі тытаната цырканату свінцу, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, калі прымяняецца знешняе электрычнае поле, крышталі змяняюць свой статычны памер, ствараючы ультрагукавыя хвалі праз зваротны п'езаэлектрычны эфект.
Адкрыццё п'езаэлектрычнасці было зроблена французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры ў 1880 годзе. З тых часоў яно выкарыстоўвалася ў розных карысных мэтах, такіх як:
• Вытворчасць і выяўленне гуку
• П'езаэлектрычны струменевы друк
• Выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання
• Тактавы генератар
• Электронныя прылады
• Мікравесы
• Прывад ультрагукавых асадак
• Аптычныя вузлы звыштонкай факусіроўкі
• Складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў
• Раздзяленне малюнкаў у маштабе атамаў
• Знімачы ў гітарах з электронным узмацненнем
• Трыгеры ў сучасных электронных барабанах
П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў паўсядзённых прадметах, такіх як газавыя кухонныя і награвальныя прылады, паходні, запальніцы і інш. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой стварэнне электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя. Абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, яны паставілі ўзаемасувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам, але іх эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў музеі Хантэрыяна ў Шатландыі з'яўляецца дэманстрацыяй прамога п'езаэлектрычнага эфекту. Браты П'ер і Жак Кюры аб'ядналі свае веды аб піраэлектрычнасці і разуменне асноўных крышталічных структур, каб даць пачатак прадказанню піраэлектрычнасці і прадказаць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат і кварц тартрат натрыю і калія таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэты эфект быў моцна перабольшаны Кюры, каб прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект. Адваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй «Lehrbuch der Kristallphysik» Вальдэмара Фойгта (Падручнік па фізіцы крышталя).
касцяная
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Костка - адзін з такіх матэрыялаў, які дэманструе гэты феномен.
Костка - гэта тып біялагічнай матэрыі, якая складаецца з бялкоў і мінералаў, у тым ліку калагена, кальцыя і фосфару. Гэта самы п'езаэлектрычны з усіх біялагічных матэрыялаў і здольны генераваць напружанне пры механічным уздзеянні.
П'езаэлектрычны эфект у косці з'яўляецца вынікам яе унікальнай структуры. Ён складаецца з сеткі коллагеновых валокнаў, якія ўбудаваныя ў матрыцу мінералаў. Калі костка падвяргаецца механічнаму ўздзеянню, коллагеновые валакна рухаюцца, у выніку чаго мінералы палярызуюцца і ствараюць электрычны зарад.
П'езаэлектрычны эфект у косці мае шэраг практычных ужыванняў. Ён выкарыстоўваецца ў медыцынскай візуалізацыі, напрыклад, пры ультрагукавым і рэнтгенаўскім даследаванні, для выяўлення пераломаў костак і іншых анамалій. Ён таксама выкарыстоўваецца ў слыхавых апаратах з касцяной праводнасцю, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для пераўтварэння гукавых хваль у электрычныя сігналы, якія накіроўваюцца непасрэдна ва ўнутранае вуха.
П'езаэлектрычны эфект у косці таксама выкарыстоўваецца ў артапедычных імплантатах, такіх як штучныя суставы і пратэзы канечнасцяў. Імпланты выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для пераўтварэння механічнай энергіі ў электрычную, якая затым выкарыстоўваецца для харчавання прылады.
Акрамя таго, п'езаэлектрычны эфект у косці вывучаецца для выкарыстання ў распрацоўцы новых метадаў лячэння. Напрыклад, даследчыкі даследуюць выкарыстанне п'езаэлектрычнасці для стымуляцыі росту костак і аднаўлення пашкоджаных тканін.
Увогуле, п'езаэлектрычны эфект у косці - гэта захапляльная з'ява з шырокім спектрам практычнага прымянення. Ён выкарыстоўваецца ў розных медыцынскіх і тэхналагічных прымяненнях і вывучаецца для выкарыстання пры распрацоўцы новых метадаў лячэння.
ДНК
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. ДНК - адзін з такіх матэрыялаў, які праяўляе гэты эфект. ДНК - гэта біялагічная малекула, якая змяшчаецца ва ўсіх жывых арганізмах і складаецца з чатырох нуклеатыдных асноў: адэнін (A), гуанін (G), цытазін (C) і тымін (T).
ДНК - гэта складаная малекула, якая можа выкарыстоўвацца для стварэння электрычнага зарада пры механічным уздзеянні. Гэта звязана з тым, што малекулы ДНК складаюцца з двух нітак нуклеатыдаў, якія ўтрымліваюцца разам вадароднымі сувязямі. Калі гэтыя сувязі разрываюцца, утвараецца электрычны зарад.
П'езаэлектрычны эфект ДНК выкарыстоўваўся ў розных мэтах, у тым ліку:
• Выпрацоўка электрычнасці для медыцынскіх імплантатаў
• Выяўленне і вымярэнне механічных сіл у клетках
• Распрацоўка нанаразмерных датчыкаў
• Стварэнне біясенсараў для секвенирования ДНК
• Стварэнне ультрагукавых хваль для візуалізацыі
П'езаэлектрычны эфект ДНК таксама даследуецца для яго магчымага выкарыстання ў распрацоўцы новых матэрыялаў, такіх як нанаправады і нанатрубкі. Гэтыя матэрыялы могуць быць выкарыстаны ў розных сферах прымянення, у тым ліку для захоўвання энергіі і зандзіравання.
П'езаэлектрычны эфект ДНК быў шырока вывучаны, і было ўстаноўлена, што ён вельмі адчувальны да механічнага ўздзеяння. Гэта робіць яго каштоўным інструментам для даследчыкаў і інжынераў, якія жадаюць распрацоўваць новыя матэрыялы і тэхналогіі.
У заключэнне, ДНК - гэта матэрыял, які дэманструе п'езаэлектрычны эфект, які з'яўляецца здольнасцю назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Гэты эфект выкарыстоўваўся ў розных сферах прымянення, уключаючы медыцынскія імплантаты, нанаразмерныя датчыкі і секвенирование ДНК. Ён таксама вывучаецца для яго магчымага выкарыстання ў распрацоўцы новых матэрыялаў, такіх як нанаправады і нанатрубкі.
Вавёркі
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. П'езаэлектрычныя матэрыялы, такія як бялкі, крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК, дэманструюць гэты эфект. Вавёркі, у прыватнасці, з'яўляюцца унікальным п'езаэлектрычным матэрыялам, паколькі яны складаюцца са складанай структуры амінакіслот, якія могуць дэфармавацца для стварэння электрычнага зарада.
Вавёркі з'яўляюцца найбольш распаўсюджаным тыпам п'езаэлектрычнага матэрыялу, і яны сустракаюцца ў розных формах. Іх можна знайсці ў выглядзе ферментаў, гармонаў і антыцелаў, а таксама ў выглядзе структурных бялкоў, такіх як калаген і керацін. Вавёркі таксама сустракаюцца ў выглядзе цягліцавых бялкоў, якія адказваюць за скарачэнне і расслабленне цягліц.
П'езаэлектрычны эфект бялкоў звязаны з тым, што яны складаюцца са складанай структуры амінакіслот. Калі гэтыя амінакіслоты дэфармуюцца, яны ствараюць электрычны зарад. Затым гэты электрычны зарад можна выкарыстоўваць для харчавання розных прылад, такіх як датчыкі і выканаўчыя механізмы.
Вавёркі таксама выкарыстоўваюцца ў розных медыцынскіх мэтах. Напрыклад, яны выкарыстоўваюцца для выяўлення наяўнасці ў арганізме пэўных бялкоў, якія можна выкарыстоўваць для дыягностыкі захворванняў. Яны таксама выкарыстоўваюцца для выяўлення наяўнасці пэўных бактэрый і вірусаў, якія можна выкарыстоўваць для дыягностыкі інфекцый.
Вавёркі таксама выкарыстоўваюцца ў розных прамысловых мэтах. Напрыклад, яны выкарыстоўваюцца для стварэння датчыкаў і выканаўчых механізмаў для розных прамысловых працэсаў. Яны таксама выкарыстоўваюцца для стварэння матэрыялаў, якія можна выкарыстоўваць у будаўніцтве самалётаў і іншых транспартных сродкаў.
У заключэнне можна сказаць, што вавёркі з'яўляюцца унікальным п'езаэлектрычным матэрыялам, які можна выкарыстоўваць у розных сферах прымянення. Яны складаюцца са складанай структуры амінакіслот, якія можна дэфармаваць для стварэння электрычнага зарада, і яны выкарыстоўваюцца ў розных медыцынскіх і прамысловых мэтах.
Збор энергіі з дапамогай п'езаэлектрычнасці
У гэтым раздзеле я буду абмяркоўваць, як можна выкарыстоўваць п'езаэлектрычнасць для збору энергіі. Я буду разглядаць розныя прымянення п'езаэлектрычнасці, ад п'езаэлектрычнага струменевага друку да тактавых генератараў і мікраваг. Я таксама буду вывучаць гісторыю п'езаэлектрычнасці, ад яе адкрыцця П'ерам Кюры да выкарыстання ў Другой сусветнай вайне. Нарэшце, я буду абмяркоўваць бягучы стан п'езаэлектрычнай прамысловасці і патэнцыял для далейшага росту.
П'езаэлектрычны струменевы друк
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць пэўных матэрыялаў ствараць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Слова "п'езаэлектрычнасць" паходзіць ад грэчаскіх слоў "piezein" (сціскаць або націскаць) і "elektron" (бурштын), старажытнай крыніцы электрычнага зарада. П'езаэлектрычныя матэрыялы, такія як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК, выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца для атрымання электрычнасці высокага напружання, у якасці тактавага генератара, у электронных прыладах і мікравагах. Ён таксама выкарыстоўваецца для кіравання ультрагукавымі сопламі і аптычнымі вузламі звыштонкай факусоўкі. П'езаэлектрычны струменевы друк - папулярнае прымяненне гэтай тэхналогіі. Гэта тып друку, які выкарыстоўвае п'езаэлектрычныя крышталі для стварэння высокачашчыннай вібрацыі, якая выкарыстоўваецца для выкіду кропель чарнілаў на старонку.
Адкрыццё п'езаэлектрычнасці адносіцца да 1880 года, калі французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі гэты эфект. З тых часоў п'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваўся ў розных мэтах. П'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца ў паўсядзённых прадметах, такіх як газавыя прылады для прыгатавання ежы і ацяпленне, паходні, запальніцы, гуказдымальнікі ў гітарах з электронным узмацненнем і трыгеры ў сучасных электронных барабанах.
П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў навуковых даследаваннях. Гэта аснова для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў. Ён таксама выкарыстоўваецца ў ультрагукавых рэфлектометрах часавай вобласці, якія пасылаюць ультрагукавыя імпульсы ў матэрыял і вымяраюць адлюстраванне для выяўлення разрываў і пошуку дэфектаў у літых металічных і каменных прадметах.
Распрацоўка п'езаэлектрычных прылад і матэрыялаў была абумоўлена неабходнасцю павышэння прадукцыйнасці і больш простых вытворчых працэсаў. У Злучаных Штатах распрацоўка крышталяў кварца для камерцыйнага выкарыстання стала галоўным фактарам росту п'езаэлектрычнай прамысловасці. Наадварот, японскія вытворцы змаглі хутка абменьвацца інфармацыяй і распрацоўваць новыя дадаткі, што прывяло да хуткага росту японскага рынку.
П'езаэлектрычнасць зрабіла рэвалюцыю ў тым, як мы выкарыстоўваем энергію, ад паўсядзённых прадметаў, такіх як запальніцы, да перадавых навуковых даследаванняў. Гэта ўніверсальная тэхналогія, якая дазволіла нам даследаваць і распрацоўваць новыя матэрыялы і прымяненне, і яна будзе заставацца важнай часткай нашага жыцця на доўгія гады.
Выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых цвёрдых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Слова «п'езаэлектрычнасць» паходзіць ад грэчаскіх слоў «piezein», што азначае «сціскаць» або «прэс», і «ēlektron», што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада. П'езаэлектрычнасць - гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй.
П'езаэлектрычны эфект - працэс зварачальны; матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, з'ява, вядомая як зваротны п'езаэлектрычны эфект, які выкарыстоўваецца пры вытворчасці ультрагукавых хваль.
П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення, уключаючы генерацыю электрычнасці высокага напружання. П'езаэлектрычныя матэрыялы выкарыстоўваюцца ў вытворчасці і выяўленні гуку, у п'езаэлектрычным струменевым друку, у тактавых генератарах, у электронных прыладах, у мікравагах, у прывадных ультрагукавых соплах і ў звыштонкіх факусуючых аптычных зборках.
П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў паўсядзённым прымяненні, напрыклад, для генерацыі іскраў для запальвання газу ў кухонных і награвальных прыладах, у факелах, запальніцах і матэрыялах з піраэлектрычным эфектам, якія ствараюць электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэты эфект быў вывучаны Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам, хоць іх эксперыменты аказаліся непераканаўчымі.
Камбінаваныя веды пра піраэлектрычнасць і разуменне асноўных крышталічных структур далі пачатак прагназаванню піраэлектрычнасці і здольнасці прагназаваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэта было моцна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры прамога п'езаэлектрычнага эфекту.
Браты П'ер і Жак Кюры атрымалі колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя), у якой апісаны прыродныя класы крышталяў, здольныя ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаны п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад пачалося з распрацоўкай гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокачашчынны імпульс ад пераўтваральніка і вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарыстоўвалі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гідралакатар паспяховым, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на працягу наступных дзесяцігоддзяў.
Новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення для гэтых матэрыялаў былі вывучаны і распрацаваны. П'езаэлектрычныя прылады знайшлі сваё прымяненне ў розных сферах, напрыклад, керамічныя картрыджы для грамфонаў, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі больш танныя і дакладныя прайгравальнікі, якія былі танней у абслугоўванні і прасцей у зборцы. Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Падчас Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў ЗША, Расіі і Японіі адкрылі новы клас сінтэтычных матэрыялаў пад назвай фер
Генератар гадзіннікаў
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Гэта з'ява выкарыстоўвалася для стварэння шэрагу карысных прыкладанняў, у тым ліку генератараў тактавых сігналаў. Тактавыя генератары - гэта прылады, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычнасць для генерацыі электрычных сігналаў з дакладным часам.
Генератары тактавых сігналаў выкарыстоўваюцца ў розных галінах, напрыклад, у камп'ютарах, тэлекамунікацыях і аўтамабільных сістэмах. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў медыцынскіх прыборах, такіх як кардыёстымулятары, для забеспячэння дакладнага часу перадачы электрычных сігналаў. Генератары тактавых сігналаў таксама выкарыстоўваюцца ў прамысловай аўтаматызацыі і робататэхніцы, дзе неабходны дакладны час.
П'езаэлектрычны эфект заснаваны на лінейным электрамеханічным узаемадзеянні паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама могуць ствараць механічную дэфармацыю пры прымяненні электрычнага поля. Гэта вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і выкарыстоўваецца для атрымання ультрагукавых хваль.
Тактавыя генератары выкарыстоўваюць гэты зваротны п'езаэлектрычны эфект для генерацыі электрычных сігналаў з дакладным часам. П'езаэлектрычны матэрыял дэфармуецца электрычным полем, якое прымушае яго вібраваць з пэўнай частатой. Затым гэтая вібрацыя пераўтворыцца ў электрычны сігнал, які выкарыстоўваецца для генерацыі дакладнага сігналу часу.
Генератары тактавых сігналаў выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення - ад медыцынскіх прыбораў да прамысловай аўтаматызацыі. Яны надзейныя, дакладныя і простыя ў выкарыстанні, што робіць іх папулярным выбарам для многіх прыкладанняў. П'езаэлектрычнасць з'яўляецца важнай часткай сучаснай тэхналогіі, і тактавыя генератары - толькі адно з многіх прымянення гэтай з'явы.
Электронныя прылады
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых цвёрдых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. Гэта з'ява, вядомая як п'езаэлектрычны эфект, выкарыстоўваецца ў розных электронных прыладах, ад гуказдымальнікаў у гітарах з электронным узмацненнем да трыгераў у сучасных электронных барабанах.
П'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «сціскаць» або «націскаць», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада. П'езаэлектрычныя матэрыялы - гэта крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і бялкі ДНК, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект.
П'езаэлектрычны эфект - гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічным і электрычным станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, з'ява, вядомая як зваротны п'езаэлектрычны эфект, які выкарыстоўваецца пры вытворчасці ультрагукавых хваль.
Адкрыццё п'езаэлектрычнасці прыпісваюць французскім фізікам П'еру і Жаку Кюры, якія прадэманстравалі прамы п'езаэлектрычны эфект у 1880 г. Іх сумесныя веды аб піраэлектрычнасці і разуменне асноўных крышталічных структур далі пачатак прадказанню піраэлектрычнага эфекту і здольнасці прадказваць Паводзіны крышталяў было прадэманстравана з эфектам такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца ў розных паўсядзённых мэтах, такіх як генерацыя іскраў для запальвання газу ў прыладах для падрыхтоўкі ежы і ацяпленні, факелах, запальніцах і матэрыялах з піраэлектрычным эфектам, якія ствараюць электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэта было вывучана Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Эксперыменты не далі вынікаў, пакуль п'езакрыстал у музеі кампенсатара Кюры ў Шатландыі не прадэманстраваў прамы п'езаэлектрычны эфект братоў Кюры.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца ў розных электронных прыладах, ад гуказдымальнікаў у гітарах з электронным узмацненнем да трыгераў у сучасных электронных барабанах. Ён таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці і выяўленні гуку, п'езаэлектрычным струменевым друку, выпрацоўцы электраэнергіі высокага напружання, тактавых генератараў, мікравагах, прывадных ультрагукавых соплах і звыштонкіх факусуючых аптычных зборках. П'езаэлектрычнасць таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў.
Мікравагі
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых цвёрдых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. П'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «сцісканне» або «націск», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца ў розных паўсядзённых мэтах, такіх як генерацыя іскраў для распальвання газу для кулінарных і ацяпляльных прылад, факелаў, запальніц і г.д. Ён таксама выкарыстоўваецца для вытворчасці і выяўлення гуку, а таксама ў п'езаэлектрычным струменевым друку.
П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца для атрымання электрычнасці высокага напружання і з'яўляецца асновай тактавых генератараў і электронных прылад, такіх як мікравагі. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца для кіравання ультрагукавымі сопламі і аптычнымі вузламі звыштонкай факусоўкі.
Адкрыццё п'езаэлектрычнасці прыпісваюць французскім фізікам Жаку і П'еру Кюры ў 1880 г. Браты Кюры аб'ядналі свае веды аб піраэлектрычнасці і разуменне асноўных крышталічных структур, каб стварыць канцэпцыю п'езаэлектрычнасці. Яны змаглі прадказаць паводзіны крышталя і прадэманстравалі эфект у такіх крышталях, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і соль Рашэля.
П'езаэлектрычны эфект быў выкарыстаны для карысных прыкладанняў, у тым ліку вытворчасці і выяўлення гуку. Развіццё гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны стала вялікім прарывам у выкарыстанні п'езаэлектрычнасці. Пасля Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў Злучаных Штатах, Расіі і Японіі адкрылі новы клас сінтэтычных матэрыялаў, званых сегнетоэлектрыкамі, якія дэманстравалі п'езаэлектрычныя канстанты да дзесяці разоў вышэй, чым у натуральных матэрыялаў.
Гэта прывяло да інтэнсіўных даследаванняў і распрацовак матэрыялаў тытаната барыю, а пазней і цырканата свінцу, якія валодалі спецыфічнымі ўласцівасцямі для канкрэтнага прымянення. Важкі прыклад выкарыстання п'езаэлектрычных крышталяў быў распрацаваны ў Bell Telephone Laboratories пасля Другой сусветнай вайны.
Фрэдэрык Р. Лэк, які працаваў у інжынерным аддзеле радыётэлефаніі, распрацаваў агранены крышталь, які працаваў у шырокім дыяпазоне тэмператур. Крышталю Лэка не патрэбныя цяжкія аксэсуары папярэдніх крышталяў, што палягчае яго выкарыстанне ў самалётах. Гэтая распрацоўка дазволіла ВПС саюзнікаў наносіць скаардынаваныя масавыя атакі з выкарыстаннем авіяцыйнай радыёсувязі.
Распрацоўка п'езаэлектрычных прылад і матэрыялаў у Злучаных Штатах дазволіла некалькім кампаніям працаваць, а распрацоўка крышталяў кварца выкарыстоўвалася ў камерцыйных мэтах. З тых часоў п'езаэлектрычныя матэрыялы выкарыстоўваліся ў розных сферах прымянення, уключаючы медыцынскую візуалізацыю, ультрагукавую ачыстку і інш.
Прывад ультрагукавой асадкі
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя на прымененае механічнае ўздзеянне і паходзіць ад грэчаскіх слоў "piezein", што азначае "сцісканне" ці "націск", і "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект - гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічным і электрычным станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыкладам гэтага з'яўляюцца крышталі тытаната цырканата свінцу, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, калі прымяняецца знешняе электрычнае поле, крышталі змяняюць свой статычны памер, што прыводзіць да адваротнага п'езаэлектрычнага эфекту, які з'яўляецца вытворчасцю ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе, і з тых часоў яна выкарыстоўваецца ў розных карысных мэтах, у тым ліку для стварэння і выяўлення гуку. П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, паходнях, запальнічках і інш.
Піраэлектрычны эфект, які з'яўляецца матэрыялам, які стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем, Францам Эпінам і ў сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычны зарад. Эксперыменты, каб даказаць гэта, не далі вынікаў.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі - гэта дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры. Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці і разуменне асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці і дазволіла ім прадказаць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана з эфектам такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат і кварц тартрат натрыю і калія таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэта было значна перабольшана Кюры, каб прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыю П'ерам і Марыяй Кюры ў іх працы па даследаванні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. Кульмінацыяй гэтага стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя), у якой апісваліся прыродныя класы крышталяў, здольных ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаліся п'езаэлектрычныя канстанты праз тэнзарны аналіз.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад пачалося з гідралакатара, які быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, які называўся гідрафонам, для выяўлення рэха, якое вяртаецца пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны маглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Выкарыстанне п'езаэлектрычнасці ў гідралакатары мела поспех, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на дзесяцігоддзі.
Новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымяненні для гэтых матэрыялаў былі вывучаны і распрацаваны, і п'езаэлектрычныя прылады знайшлі дом у такіх галінах, як керамічныя фанографныя картрыджы, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі больш танныя, больш дакладныя прайгравальнікі, якія былі танней у абслугоўванні і прасцей у стварэнні . Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс праз матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці недахопы ўнутры літых металічных і каменных прадметаў
Аптычныя зборкі звыштонкай факусіроўкі
П'езаэлектрычнасць - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў назапашваць электрычны зарад пры механічным уздзеянні. Гэта лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж электрычнымі і механічнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. П'езаэлектрычнасць з'яўляецца зварачальным працэсам, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўвалася ў розных сферах прымянення, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, а таксама генерацыю электрычнасці высокага напружання. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў струйным друку, тактавых генератарах, электронных прыладах, мікравагах, прывадных ультрагукавых соплах і звыштонкіх факусуючых аптычных зборках.
П'езаэлектрычнасць была адкрыта ў 1880 годзе французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры. П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваецца ў такіх карысных прылажэннях, як стварэнне і выяўленне гуку і выпрацоўка электрычнасці высокага напружання. Выкарыстоўваецца таксама п'езаэлектрычны струменевы друк, тактавыя генератары, электронныя прылады, мікравагі, прывадныя ультрагукавыя сопла, звыштонкія факусуючыя аптычныя зборкі.
П'езаэлектрычнасць знайшла свой шлях у паўсядзённае выкарыстанне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу для кулінарных і награвальных прылад, факелаў, запальніц і матэрыялаў з піраэлектрычным эфектам, якія генеруюць электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэты эфект быў вывучаны Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі - гэта дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры. У спалучэнні са сваімі ведамі аб піраэлектрычнасці і разуменнем асноўных крышталічных структур яны далі пачатак прагназаванню піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль.
Тэтрагідрат тартрату натрыю і калія, а таксама кварц і соль Рашэля дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі, хаця змяненне формы было значна перабольшаным. Кюры прадказаў адваротны п'езаэлектрычны эфект, і адваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 г. Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькасных доказаў поўнай зварачальнасці электра- упруга-механічныя дэфармацыі ў п’езаэлектрычных крышталях.
На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае натуральныя класы крышталяў, здольных да п'езаэлектрычнасці, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу для практычнага прымянення п'езаэлектрычных прылад.
Распрацоўка гідралакатара была паспяховым праектам, які выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад. Праз дзесяцігоддзі былі даследаваны і распрацаваны новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення гэтых матэрыялаў. П'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў розных галінах, напрыклад, керамічныя картрыджы для грампластыкаў, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі прайгравальнікі больш таннымі і прасцейшымі ў абслугоўванні і стварэнні. Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Пачаткі інтарэсаў у галіне п'езаэлектрычнасці былі замацаваны прыбытковымі патэнтамі на новыя матэрыялы, распрацаваныя з крышталяў кварца, якія камерцыйна выкарыстоўваліся ў якасці п'езаэлектрычнага матэрыялу. Навукоўцы шукалі матэрыялы з большай прадукцыйнасцю, і, нягледзячы на прагрэс у галіне матэрыялаў і паспяванне вытворчых працэсаў, рынак Злучаных Штатаў не рос хутка. Наадварот, японскія вытворцы хутка абменьваліся інфармацыяй, і новыя прыкладанні для росту ў п'езаэлектрычнай прамысловасці Злучаных Штатаў пацярпелі ў адрозненне ад японскіх вытворцаў.
П'езаэлектрычныя рухавікі
У гэтым раздзеле я буду казаць пра тое, як п'езаэлектрычнасць выкарыстоўваецца ў сучасных тэхналогіях. Ад сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў, да гуказдымальнікаў для гітар з электронным узмацненнем і трыгераў для сучасных электронных барабанаў, п'езаэлектрычнасць стала неад'емнай часткай многіх прылад. Я даследую гісторыю п'езаэлектрычнасці і тое, як яна выкарыстоўвалася ў розных сферах прымянення.
Формы асновы сканіруючых зондавых мікраскопаў
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя на прымененае механічнае ўздзеянне, і слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскага слова πιέζειν (piezein), што азначае «сцісканне» або «націск», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычныя рухавікі - гэта прылады, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для стварэння руху. Гэты эфект уяўляе сабой лінейнае электрамеханічнае ўзаемадзеянне паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыкладамі матэрыялаў, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, з'яўляюцца крышталі тытаната цырканата свінцу.
П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваецца ў такіх карысных прылажэннях, як вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары і электронныя прылады, такія як мікравагі і прывадныя ультрагукавыя сопла для звыштонкай факусіроўкі аптычных вузлоў. Ён таксама складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў.
П'езаэлектрычнасць была адкрыта ў 1880 годзе французскімі фізікамі Жакам і П'ерам Кюры. Выгляд п'езакрышталя і кампенсатара Кюры можна ўбачыць у музеі Хантэрыяна ў Шатландыі, які з'яўляецца дэманстрацыяй прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры.
Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці і разумення асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці, што дазволіла ім прадказаць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат тартрату натрыю і калія, а таксама кварц і соль Рашэля дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі, хоць гэта было значна перабольшана Кюры.
Яны таксама прадказалі адваротны п'езаэлектрычны эфект, і гэта было матэматычна выведзена з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 г. Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькасных доказаў поўнай зварачальнасці электра-эласта- механічныя дэфармацыі ў п'езаэлектрычных крышталях.
На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталяў), у якой апісаны прыродныя класы крышталяў, здольныя ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаны п'езаэлектрычныя канстанты і тэнзарны аналіз.
Гэта прывяло да практычнага прымянення п'езаэлектрычных прылад, такіх як гідралакатар, які быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу з пераўтваральніка. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарысталі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гэты рэхалот паспяховым, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад на працягу дзесяцігоддзяў.
Былі даследаваны і распрацаваны новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымяненні для гэтых матэрыялаў, і п'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў многіх галінах, напрыклад, керамічныя фанографныя картрыджы, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальніка і зрабілі больш танныя і дакладныя прайгравальнікі, якія былі танней у абслугоўванні і прасцей будаваць. Распрацоўка ультрагукавых пераўтваральнікаў дазволіла лёгка вымяраць глейкасць і пругкасць вадкасцей і цвёрдых цел, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Падчас Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў Злучаных Штатах
Раздзяленне малюнкаў у маштабе атамаў
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя на прымененае механічнае ўздзеянне і паходзіць ад грэчаскага слова "piezein", што азначае сціскаць або націскаць. П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічным і электрычным станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй.
П'езаэлектрычнасць з'яўляецца зварачальным працэсам, і матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыклады гэтага ўключаюць крышталі тытаната цырканату свінцу, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. Наадварот, крышталі змяняюць свой статычны памер пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, што вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і выкарыстоўваецца для вытворчасці ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. П'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваўся ў розных мэтах, у тым ліку для стварэння і выяўлення гуку, п'езаэлектрычнага струменевага друку, выпрацоўкі электрычнасці высокага напружання, тактавых генератараў і электронных прылад, такіх як микровесы і прывадныя ультрагукавыя асадкі. Ён таксама складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў.
П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў паўсядзённым прымяненні, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, паходнях, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой матэрыял, які стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя. Абапіраючыся на веды Рэнэ Аюі і Антуана Сезара Бекерэля, яны паставілі ўзаемасувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам, але іх эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Наведвальнікі Хантэрыянскага музея ў Глазга могуць убачыць п'езакрышталічны кампенсатар Кюры, дэманстрацыю прамога п'езаэлектрычнага эфекту братоў П'ера і Жака Кюры. У спалучэнні са сваімі ведамі аб піраэлектрычнасці і разуменнем асноўных крышталічных структур яны далі пачатак прагназаванню піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат тартрату натрыю і калія, а таксама кварц і соль Рашэля дэманструюць п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск стварае напружанне пры дэфармацыі, хаця змяненне формы значна перабольшана. Кюры змаглі прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект, і зваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя).
Звукосниматели Гітары з электронным узмацненнем
П'езаэлектрычныя рухавікі - гэта электрарухавікі, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для пераўтварэння электрычнай энергіі ў механічную. П'езаэлектрычны эфект - гэта здольнасць некаторых матэрыялаў ствараць электрычны зарад пры механічным уздзеянні. П'езаэлектрычныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення - ад харчавання невялікіх прылад, такіх як гадзіннікі, да харчавання вялікіх машын, такіх як робаты і медыцынскае абсталяванне.
П'езаэлектрычныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў гуказдымальніках гітар з электронным узмацненнем. Гэтыя гуказдымальнікі выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для пераўтварэння ваганняў гітарных струн у электрычны сігнал. Затым гэты сігнал узмацняецца і адпраўляецца на ўзмацняльнік, які стварае гук гітары. П'езаэлектрычныя гуказдымальнікі таксама выкарыстоўваюцца ў сучасных электронных барабанах, дзе яны выкарыстоўваюцца для выяўлення вібрацый галовак барабанаў і пераўтварэння іх у электрычны сігнал.
П'езаэлектрычныя рухавікі таксама выкарыстоўваюцца ў сканіруючых зондавых мікраскопах, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для перамяшчэння малюсенькага зонда па паверхні. Гэта дазваляе мікраскопу раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычныя рухавікі таксама выкарыстоўваюцца ў струменевых прынтэрах, дзе яны выкарыстоўваюцца для перамяшчэння друкавальнай галоўкі наперад і назад па старонцы.
П'езаэлектрычныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў розных іншых прылажэннях, у тым ліку ў медыцынскіх прыборах, аўтамабільных кампанентах і бытавой электроніцы. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, напрыклад, у вытворчасці дакладных дэталяў і пры зборцы складаных кампанентаў. П'езаэлектрычны эфект таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці ультрагукавых хваль, якія выкарыстоўваюцца ў медыцынскай візуалізацыі і для выяўлення недахопаў у матэрыялах.
У цэлым, п'езаэлектрычныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне прымянення, ад харчавання невялікіх прылад да харчавання вялікіх машын. Яны выкарыстоўваюцца ў гуказдымальніках, гітарах з электронным узмацненнем, сучасных электронных барабанах, сканіруючых зондавых мікраскопах, струменевых прынтэрах, медыцынскіх прыладах, аўтамабільных кампанентах і бытавой электроніцы. П'езаэлектрычны эфект таксама выкарыстоўваецца пры вытворчасці ультрагукавых хваль і пры выяўленні дэфектаў у матэрыялах.
Запускае сучасныя электронныя барабаны
П'езаэлектрычнасць - гэта электрычны зарад, які назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя гэтых матэрыялаў на механічнае ўздзеянне. Слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і слова "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычныя рухавікі - гэта прылады, якія выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект для стварэння руху. Гэты эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Прыкладам гэтага з'яўляюцца крышталі тытаната цырканата свінцу, якія генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, пры прымяненні вонкавага электрычнага поля крышталі змяняюць свой статычны памер, ствараючы ультрагукавыя хвалі.
П'езаэлектрычныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў розных паўсядзённых праграмах, такіх як:
• Стварэнне іскраў для ўзгарання газу ў прыборах для падрыхтоўкі ежы і ацяплення
• Факелы, запальніцы і матэрыялы з піраэлектрычным эфектам
• Стварэнне электрычнага патэнцыялу ў адказ на змяненне тэмпературы
• Вытворчасць і выяўленне гуку
• П'езаэлектрычны струменевы друк
• Выпрацоўка электраэнергіі высокага напружання
• Тактавы генератар і электронныя прылады
• Мікравесы
• Прывад ультрагукавых соплаў і аптычных вузлоў звыштонкай факусоўкі
• Складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў
• Раздзяленне малюнкаў у маштабе атамаў
• Гітары з электронным узмацненнем
• Запускае сучасныя электронныя барабаны.
Электрамеханічнае мадэляванне п'езаэлектрычных пераўтваральнікаў
У гэтым раздзеле я буду даследаваць электрамеханічнае мадэляванне п'езаэлектрычных пераўтваральнікаў. Я буду разглядаць гісторыю адкрыцця п'езаэлектрычнасці, эксперыменты, якія даказалі яго існаванне, а таксама распрацоўку п'езаэлектрычных прылад і матэрыялаў. Я таксама буду абмяркоўваць уклад французскіх фізікаў П'ера і Жака Кюры, Карла Лінея і Франца Эпіна, Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, Габрыэля Ліпмана і Вальдэмара Фойгта.
Французскія фізікі П'ер і Жак Кюры
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, пры якой электрычны зарад назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэты зарад утвараецца ў адказ на механічнае ўздзеянне. Слова "п'езаэлектрычнасць" паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць адваротны п'езаэлектрычны эфект, пры якім у адказ на прыкладзенае электрычнае поле ўзнікае ўнутраная механічная дэфармацыя. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, калі прымяняецца знешняе электрычнае поле, крышталі змяняюць свой статычны памер, ствараючы ультрагукавыя хвалі ў працэсе, вядомым як зваротны п'езаэлектрычны эфект.
У 1880 г. французскія фізікі П'ер і Жак Кюры адкрылі п'езаэлектрычны эфект, і з тых часоў ён выкарыстоўваўся ў розных карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары і электронныя прылады, такія як мікравагі і прывадныя ультрагукавыя асадкі для звыштонкай факусіроўкі аптычных зборак. Гэта таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць паўсядзённае прымяненне, напрыклад, для генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, паходнях, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, пры якім матэрыял стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічнае напружанне і электрычны зарад, хоць іх эксперыменты аказаліся непераканаўчымі.
Аб'яднаўшы свае веды аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур, Кюры змаглі даць пачатак прадказанню піраэлектрычнасці і прадказаць паводзіны крышталяў. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. П'езаэлектрычны дыск генеруе напружанне пры дэфармацыі, хоць гэта моцна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры. Яны таксама змаглі прадказаць зваротны п'езаэлектрычны эфект і матэматычна вывесці яго з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэля Ліпмана ў 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. У наступныя дзесяцігоддзі п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй «Lehrbuch der Kristallphysik» Вальдэмара Фойгта (Падручнік па фізіцы крышталя).
Эксперыменты не далі вынікаў
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, пры якой электрычны зарад назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта рэакцыя на прымененае механічнае ўздзеянне, і слова "п'езаэлектрычнасць" паходзіць ад грэчаскіх слоў "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "ēlektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэта зварачальны працэс; матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, вядомага як зваротны п'езаэлектрычны эфект, які выкарыстоўваецца пры вытворчасці ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі П'ер і Жак Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. З тых часоў яна выкарыстоўвалася ў розных карысных прымяненнях, у тым ліку для стварэння і выяўлення гуку, п'езаэлектрычнага струменевага друку, выпрацоўкі электрычнасці высокага напружання, тактавых генератараў і электронных прылад, такіх як мікравагі , ультрагукавыя сопла прывада і аптычныя зборкі звыштонкай факусоўкі. Ён таксама ляжыць у аснове сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць знаходзіць паўсядзённае прымяненне ў генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, факелах, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, пры якім матэрыял генеруе электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, вывучаўся Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі ўзаемасувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Эксперыменты аказаліся безвыніковымі.
Камбінаваныя веды аб піраэлектрычнасці і разуменні асноўных крышталічных структур далі пачатак прагназаванню піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталяў. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэта было моцна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры прамога п'езаэлектрычнага эфекту.
Браты П'ер і Жак Кюры прадказалі адваротны п'езаэлектрычны эфект, і адваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 г. Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі на тое, каб атрымаць колькасныя доказы поўнага зварачальнасць электраўпруга-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях.
На працягу многіх дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, але яна была жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае натуральныя класы крышталяў, здольных да п'езаэлектрычнасці, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу. Гэта было першае практычнае прымяненне п'езаэлектрычных пераўтваральнікаў, а гідралакатар быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак.
Карл Ліней і Франц Эпін
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, пры якой электрычны зарад назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэты зарад утвараецца ў адказ на механічнае ўздзеянне. Слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «сціскаць або націскаць», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, які ўяўляе сабой унутраную генерацыю механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. Наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, што вядома як зваротны п'езаэлектрычны эфект і выкарыстоўваецца для вытворчасці ультрагукавых хваль.
У 1880 г. французскія фізікі Жак і П'ер Кюры адкрылі п'езаэлектрычны эфект, і з тых часоў ён выкарыстоўваўся ў многіх карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары, электронныя прылады, мікравагі , ультрагукавыя сопла прывада і аптычныя зборкі звыштонкай факусоўкі. Гэта таксама з'яўляецца асновай для сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія выкарыстоўваюцца для раздзялення малюнкаў у маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычнасць таксама сустракаецца ў паўсядзённым выкарыстанні, напрыклад, для ўзнікнення іскраў для запальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, паходнях, запальнічках і піраэлектрычным эфекце, калі матэрыял стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы. Гэты эфект быў вывучаны Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі ўзаемасувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам, хоць іх эксперыменты аказаліся непераканаўчымі.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі - гэта дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту братамі П'ерам і Жакам Кюры. Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат тартрату натрыю калія і кварц з Рашэльскай солі дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, а п'езаэлектрычны дыск стварае напружанне пры дэфармацыі, хоць гэта значна перабольшана ў дэманстрацыі Кюры.
Прадказанне адваротнага п'езаэлектрычнага эфекту і яго матэматычнае вывядзенне з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў было зроблена Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе. Сям'я Кюры неадкладна пацвердзіла існаванне адваротнага эфекту і атрымала колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-эласта-эфекту. механічныя дэфармацыі ў п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры, якія выкарыстоўвалі яе для даследавання і вызначэння крышталічных структур, якія дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. Кульмінацыяй гэтага стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік крышталёвай фізікі), у якой апісаны прыродныя класы крышталяў, здольныя ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаны п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Гэта практычнае прымяненне п'езаэлектрычных пераўтваральнікаў прывяло да распрацоўкі гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу з пераўтваральніка. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарысталі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гэты рэхалот паспяховым, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да п'езаэлектрычных прылад
Рэнэ Хоі і Антуан Сезар Бекерэль
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, якая ўзнікае, калі пэўныя цвёрдыя матэрыялы, такія як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК, назапашваюць электрычны зарад у адказ на механічнае ўздзеянне. П'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў крышталічных матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычны эфект, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, або ўнутранае стварэнне механічнай дэфармацыі ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, што прыводзіць да зваротнага п'езаэлектрычнага эфекту і вытворчасці ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі П'ер і Жак Кюры адкрылі п'езаэлектрычны эфект у 1880 годзе. Гэты эфект выкарыстоўваўся ў розных карысных прымяненнях, уключаючы вытворчасць і выяўленне гуку, п'езаэлектрычны струменевы друк, выпрацоўку электраэнергіі высокага напружання, тактавыя генератары і электронныя прылады як мікравагі, ультрагукавыя асадкі прывада і аптычныя зборкі звыштонкай факусоўкі. Ён таксама складае аснову сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. П'езаэлектрычнасць таксама выкарыстоўваецца ў гуказдымальніках для гітар з электронным узмацненнем і трыгерах для сучасных электронных барабанаў.
П'езаэлектрычны эфект быў упершыню вывучаны Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне 18-га стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, якія паставілі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Аднак эксперыменты аказаліся безвыніковымі. У спалучэнні з веданнем піраэлектрычнасці і разуменнем асноўных крышталічных структур гэта прывяло да прадказання піраэлектрычнасці і здольнасці прадказваць паводзіны крышталя. Гэта было прадэманстравана ў эфекце такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль. Тэтрагідрат калія і тартрат натрыю і кварц таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэты эфект быў значна перабольшаны ў дэманстрацыі сям'і Кюры ў Музеі Шатландыі, якая паказала прамы п'езаэлектрычны эфект.
Браты П'ер і Жак Кюры атрымалі колькасныя доказы поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Гэтая праца даследавала і вызначыла крышталічныя структуры, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, кульмінацыяй якой стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя).
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі на матэматычны вывад асноўных тэрмадынамічных прынцыпаў адваротнага эфекту. Гэта было зроблена Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе. Затым п'езаэлектрычнасць выкарыстоўвалася для распрацоўкі гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокачашчынны імпульс ад пераўтваральніка і вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны маглі вылічыць адлегласць да аб'екта.
Выкарыстанне п'езаэлектрычных крышталяў атрымала далейшае развіццё ў Bell Telephone Laboratories пасля Другой сусветнай вайны. Фрэдэрык Р. Лэк, які працаваў у інжынерным аддзеле радыётэлефаніі, распрацаваў агранены крышталь, які мог працаваць у шырокім дыяпазоне тэмператур. Крышталю Лэка не патрэбныя цяжкія аксэсуары папярэдніх крышталяў, што палягчае яго выкарыстанне ў самалётах. Гэтая распрацоўка дазволіла ВПС саюзнікаў наносіць скаардынаваныя масавыя атакі, выкарыстоўваючы авіяцыйнае радыё. Распрацоўка п'езаэлектрычных прылад і матэрыялаў у Злучаных Штатах утрымлівала кампаніі ў распрацоўцы гэтай галіне, якія пачаліся ў ваенны час, і зацікаўлена ў атрыманні прыбытковых патэнтаў на новыя матэрыялы. Крышталі кварца камерцыйна выкарыстоўваліся ў якасці п'езаэлектрычнага матэрыялу, і навукоўцы шукалі матэрыялы з больш высокай прадукцыйнасцю. Нягледзячы на прагрэс у галіне матэрыялаў і паспяванне вытворчых працэсаў, Злучаныя Штаты
Габрыэль Ліпман
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, пры якой электрычны зарад назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэта вынік узаемадзеяння паміж механічнымі і электрычнымі станамі ў матэрыялах з інверсійнай сіметрыяй. П'езаэлектрычнасць упершыню адкрылі французскія фізікі П'ер і Жак Кюры ў 1880 годзе.
П'езаэлектрычнасць выкарыстоўвалася ў розных карысных мэтах, у тым ліку для вытворчасці і выяўлення гуку, п'езаэлектрычнага струменевага друку і вытворчасці электрычнасці высокага напружання. П'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэчаскіх слоў πιέζειν (piezein), што азначае «сціскаць або націскаць», і ἤλεκτρον (ēlektron), што азначае «бурштын», старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, пры якім унутраная генерацыя механічнай дэфармацыі ўзнікае ў выніку прымянення электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, працэс, вядомы як зваротны п'езаэлектрычны эфект. Гэты працэс можна выкарыстоўваць для атрымання ультрагукавых хваль.
П'езаэлектрычны эфект вывучаўся з сярэдзіны 18-га стагоддзя, калі Карл Ліней і Франц Эпін, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, паставілі сувязь паміж механічным напружаннем і электрычным зарадам. Аднак эксперыменты аказаліся безвыніковымі. Толькі калі аб'яднаныя веды аб піраэлектрычнасці і разуменне асноўных крышталічных структур далі пачатак прадказанню піраэлектрычнасці, даследчыкі змаглі прадказаць паводзіны крышталяў. Гэта было прадэманстравана дзеяннем такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль.
Габрыэль Ліпман у 1881 годзе матэматычна вывеў асноўныя тэрмадынамічныя прынцыпы адваротнага п'езаэлектрычнага эфекту. Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях.
На працягу дзесяцігоддзяў п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам і Марыяй Кюры. Іх праца па вывучэнні і вызначэнні крышталічных структур, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, завяршылася публікацыяй Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталя). Гэта апісвае прыродныя класы крышталяў, здольных ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначае п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Практычнае прымяненне п'езаэлектрычных прылад пачалося з распрацоўкай гідралакатара падчас Першай сусветнай вайны. Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха. Выпраменьваючы высокачашчынны імпульс ад пераўтваральніка і вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны змаглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Такое выкарыстанне п'езаэлектрычнасці для гідралакатара было паспяховым, і праект выклікаў вялікую цікавасць да п'езаэлектрычных прылад. На працягу дзесяцігоддзяў вывучаліся і распрацоўваліся новыя п'езаэлектрычныя матэрыялы і новыя прымянення гэтых матэрыялаў. П'езаэлектрычныя прылады знайшлі прымяненне ў розных галінах: ад керамічных картрыджаў для фанографаў, якія спрасцілі канструкцыю прайгравальнікаў і зрабілі танныя дакладныя прайгравальнікі грампласцінак таннейшымі ў абслугоўванні і прасцейшымі ў зборцы, да распрацоўкі ультрагукавых пераўтваральнікаў, якія дазвалялі лёгка вымяраць глейкасць і эластычнасць вадкасцей. і цвёрдых рэчываў, што прывяло да велізарных поспехаў у даследаванні матэрыялаў. Ультрагукавыя рэфлектометры ў часовай вобласці пасылаюць ультрагукавы імпульс у матэрыял і вымяраюць адлюстраванне і разрывы, каб знайсці дэфекты ўнутры літых металічных і каменных аб'ектаў, паляпшаючы бяспеку канструкцыі.
Пасля Другой сусветнай вайны незалежныя даследчыя групы ў Злучаных Штатах, Расіі і Японіі адкрылі новы клас сінтэтычных матэрыялаў, якія называюцца сегнетоэлектриками, якія дэманструюць п'езаэлектрычныя канстанты ў дзесяць разоў вышэй, чым у натуральных матэрыялаў. Гэта прывяло да інтэнсіўных даследаванняў па распрацоўцы тытаната барыю, а пазней і тытаната цырканату свінцу, матэрыялаў з пэўнымі ўласцівасцямі для канкрэтнага прымянення. Быў распрацаваны значны прыклад выкарыстання п'езаэлектрычных крышталяў
Вольдэмар Фойгт
П'езаэлектрычнасць - гэта электрамеханічная з'ява, пры якой электрычны зарад назапашваецца ў некаторых цвёрдых матэрыялах, такіх як крышталі, кераміка і біялагічныя рэчывы, такія як косці і ДНК. Гэты зарад утвараецца ў адказ на механічнае ўздзеянне. Слова п'езаэлектрычнасць паходзіць ад грэцкага слова "piezein", што азначае "сціскаць або націскаць", і "elektron", што азначае "бурштын", старажытная крыніца электрычнага зарада.
П'езаэлектрычны эфект з'яўляецца вынікам лінейнага электрамеханічнага ўзаемадзеяння паміж механічным і электрычным станамі крышталічных матэрыялаў з інверсійнай сіметрыяй. Гэты эфект зварачальны, што азначае, што матэрыялы, якія дэманструюць п'езаэлектрычнасць, таксама дэманструюць зваротны п'езаэлектрычны эфект, калі ўнутраная генерацыя механічнай дэфармацыі ўзнікае ў выніку прыкладзенага электрычнага поля. Напрыклад, крышталі тытаната цырканата свінцу генеруюць вымерную п'езаэлектрычнасць, калі іх статычная структура дэфармуецца ў параўнанні з першапачатковым памерам. І наадварот, крышталі могуць змяняць свае статычныя памеры пры прымяненні вонкавага электрычнага поля, з'ява, вядомая як зваротны п'езаэлектрычны эфект, які выкарыстоўваецца пры вытворчасці ультрагукавых хваль.
Французскія фізікі П'ер і Жак Кюры адкрылі п'езаэлектрычнасць у 1880 годзе. З тых часоў п'езаэлектрычны эфект выкарыстоўваўся ў розных мэтах, у тым ліку для стварэння і выяўлення гуку, п'езаэлектрычнага струменевага друку, выпрацоўкі электрычнасці высокага напружання, тактавых генератараў і электронных прылад. як мікравагі і прывадныя ультрагукавыя асадкі для звыштонкай факусоўкі аптычных зборак. Ён таксама ляжыць у аснове сканіруючых зондавых мікраскопаў, якія могуць раздзяляць выявы ў маштабе атамаў. Акрамя таго, гуказдымальнікі ў гітарах з электронным узмацненнем і трыгеры ў сучасных электронных барабанах выкарыстоўваюць п'езаэлектрычны эфект.
П'езаэлектрычнасць таксама знаходзіць штодзённае прымяненне ў генерацыі іскраў для распальвання газу ў кухонных і ацяпляльных прыладах, факелах, запальнічках і інш. Піраэлектрычны эфект, пры якім матэрыял стварае электрычны патэнцыял у адказ на змяненне тэмпературы, быў вывучаны Карлам Лінеем і Францам Эпінам у сярэдзіне XVIII стагоддзя, абапіраючыся на веды Рэнэ Хоі і Антуана Сезара Бекерэля, якія сцвярджалі сувязь паміж механічным стрэс і электрычны зарад. Эксперыменты, каб даказаць гэтую сувязь, не далі вынікаў.
Выгляд п'езакрышталя ў кампенсатары Кюры ў Музеі Хантэрыяна ў Шатландыі - гэта дэманстрацыя прамога п'езаэлектрычнага эфекту братамі П'ерам і Жакам Кюры. Аб'яднанне іх ведаў аб піраэлектрычнасці з разуменнем асноўных крышталічных структур прывяло да прадказання піраэлектрычнасці, што дазволіла ім прадбачыць паводзіны крышталяў, якія яны прадэманстравалі пры ўздзеянні такіх крышталяў, як турмалін, кварц, тапаз, трысняговы цукар і Рашэльская соль . Тэтрагідрат і кварц тартрат натрыю і калія таксама дэманстравалі п'езаэлектрычнасць, і п'езаэлектрычны дыск выкарыстоўваўся для стварэння напругі пры дэфармацыі. Гэтая змена формы была моцна перабольшаная ў дэманстрацыі Кюры, і яны працягвалі прадказваць адваротны п'езаэлектрычны эфект. Адваротны эфект быў матэматычна выведзены з фундаментальных тэрмадынамічных прынцыпаў Габрыэлем Ліпманам у 1881 годзе.
Кюры неадкладна пацвердзілі існаванне адваротнага эфекту і пайшлі да атрымання колькаснага доказу поўнай зварачальнасці электра-пругка-механічных дэфармацый у п'езаэлектрычных крышталях. У наступныя дзесяцігоддзі п'езаэлектрычнасць заставалася лабараторнай цікаўнасцю, пакуль не стала жыццёва важным інструментам у адкрыцці палонія і радыя П'ерам Марыяй Кюры, які выкарыстаў яе для даследавання і вызначэння крышталічных структур, якія дэманстравалі п'езаэлектрычнасць. Кульмінацыяй гэтага стала публікацыя Вальдэмара Фойгта Lehrbuch der Kristallphysik (Падручнік фізікі крышталяў), у якой апісваліся прыродныя класы крышталяў, здольных ствараць п'езаэлектрычнасць, і строга вызначаліся п'езаэлектрычныя канстанты з дапамогай тэнзарнага аналізу.
Гэта прывяло да практычнага прымянення п'езаэлектрычных прылад, такіх як гідралакатар, які быў распрацаваны падчас Першай сусветнай вайны. У Францыі Поль Ланжэвен і яго супрацоўнікі распрацавалі ультрагукавы дэтэктар падводных лодак. Гэты дэтэктар складаўся з пераўтваральніка, зробленага з тонкіх крышталяў кварца, старанна прылепленых да сталёвых пласцін, і гідрафона для выяўлення зваротнага рэха пасля выпраменьвання высокачашчыннага імпульсу з пераўтваральніка. Вымяраючы час, які патрабуецца, каб пачуць рэха гукавых хваль, якія адбіваюцца ад аб'екта, яны маглі вылічыць адлегласць да аб'екта. Яны выкарысталі п'езаэлектрычнасць, каб зрабіць гэты рэхалот паспяховым, і праект выклікаў інтэнсіўнае развіццё і цікавасць да яго.
Важныя адносіны
- П'езаэлектрычныя прывады: п'езаэлектрычныя прывады - гэта прылады, якія пераўтвараюць электрычную энергію ў механічны рух. Яны звычайна выкарыстоўваюцца ў робататэхніцы, медыцынскіх прыладах і іншых прылажэннях, дзе патрабуецца дакладнае кіраванне рухам.
- П'езаэлектрычныя датчыкі: п'езаэлектрычныя датчыкі выкарыстоўваюцца для вымярэння фізічных параметраў, такіх як ціск, паскарэнне і вібрацыя. Яны часта выкарыстоўваюцца ў прамысловасці і медыцыне, а таксама ў бытавой электроніцы.
- П'езаэлектрычнасць у прыродзе: п'езаэлектрычнасць - гэта натуральная з'ява ў некаторых матэрыялах і сустракаецца ў многіх жывых арганізмах. Ён выкарыстоўваецца некаторымі арганізмамі для адчування навакольнага асяроддзя і зносін з іншымі арганізмамі.
заключэнне
П'езаэлектрычнасць - гэта дзіўная з'ява, якая выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення - ад гідралакатара да фанографа. Ён вывучаўся з сярэдзіны 1800-х гадоў і з вялікім эфектам выкарыстоўваўся ў распрацоўцы сучасных тэхналогій. У гэтым паведамленні ў блогу разглядаецца гісторыя і выкарыстанне п'езаэлектрычнасці, а таксама падкрэсліваецца важнасць гэтай з'явы ў развіцці сучасных тэхналогій. Для тых, хто зацікаўлены даведацца больш пра п'езаэлектрычнасць, гэты пост стане выдатнай адпраўной кропкай.
Я Йост Нуссельдэр, заснавальнік Neaera і маркетынг кантэнту, тата, і люблю выпрабоўваць новае абсталяванне з гітарай у цэнтры майго захаплення, і разам са сваёй камандай я ствараю падрабязныя артыкулы ў блогу з 2020 года каб дапамагчы верным чытачам парадамі па запісе і гітары.
