పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ: దాని మెకానిక్స్ మరియు అప్లికేషన్లను అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక సమగ్ర మార్గదర్శి

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది యాంత్రిక ఒత్తిడికి లోనైనప్పుడు విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయగల నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం మరియు దీనికి విరుద్ధంగా. ఈ పదం గ్రీకు పియెజో నుండి వచ్చింది అంటే ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్. ఇది మొదట 1880 లో కనుగొనబడింది, అయితే ఈ భావన చాలా కాలంగా ప్రసిద్ది చెందింది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీకి బాగా తెలిసిన ఉదాహరణ క్వార్ట్జ్, కానీ అనేక ఇతర పదార్థాలు కూడా ఈ దృగ్విషయాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అత్యంత సాధారణ ఉపయోగం అల్ట్రాసౌండ్ ఉత్పత్తి.

ఈ వ్యాసంలో, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అంటే ఏమిటి, అది ఎలా పని చేస్తుంది మరియు ఈ అద్భుతమైన దృగ్విషయం యొక్క అనేక ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో కొన్నింటిని నేను చర్చిస్తాను.

పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీ అంటే ఏమిటి?

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ని ఉత్పత్తి చేసే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఇది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్, క్లాక్ జనరేటర్లు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్ధాలలో స్ఫటికాలు, కొన్ని సెరామిక్స్, ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం మరియు ప్రోటీన్లు ఉన్నాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థానికి శక్తిని ప్రయోగించినప్పుడు, అది విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ ఛార్జ్ అప్పుడు పరికరాలకు శక్తినివ్వడానికి లేదా వోల్టేజీని సృష్టించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి, వీటిలో:
• ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు
• పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్
• అధిక ఓల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి
• క్లాక్ జనరేటర్లు
• ఎలక్ట్రానిక్ పరికరములు
• మైక్రోబ్యాలెన్స్
• అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లను డ్రైవ్ చేయండి
• అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు
• సంస్థకు ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం
• ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్స్ కోసం ట్రిగ్గర్లు
• గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌ల ఉత్పత్తి
• వంట మరియు తాపన పరికరాలు
• టార్చెస్ మరియు సిగరెట్ లైటర్లు.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ చరిత్ర ఏమిటి?

పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ కనుగొన్నారు. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు జీవసంబంధ పదార్థం వంటి నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ ఛార్జ్. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు 'ఎలెక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత యాంత్రిక జాతి.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనపై క్యూరీస్ యొక్క మిళిత జ్ఞానం పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేసే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేసింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు, ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ మరియు ఫారమ్‌లతో సహా అనేక ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడింది. అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడం ఆధారంగా.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కూడా కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్‌లు మరియు పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఇక్కడ ఒక పదార్థం ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధిలో బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్ అభివృద్ధి చేసిన పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాల వినియోగాన్ని చూసింది. ఇది మిత్రరాజ్యాల వైమానిక దళాలను ఏవియేషన్ రేడియోను ఉపయోగించి సమన్వయంతో కూడిన సామూహిక దాడులలో పాల్గొనడానికి అనుమతించింది. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు మెటీరియల్‌ల అభివృద్ధి కంపెనీలను ఆసక్తుల రంగంలో యుద్ధకాల ప్రారంభ అభివృద్ధిలో ఉంచింది, కొత్త పదార్థాల కోసం లాభదాయకమైన పేటెంట్‌లను పొందింది.

జపాన్ యునైటెడ్ స్టేట్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరిశ్రమ యొక్క కొత్త అప్లికేషన్లు మరియు వృద్ధిని చూసింది మరియు త్వరగా వారి స్వంతంగా అభివృద్ధి చెందింది. వారు సమాచారాన్ని త్వరగా పంచుకున్నారు మరియు నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం నిర్దిష్ట లక్షణాలతో బేరియం టైటనేట్ మరియు తరువాత లీడ్ జిర్కోనేట్ టైటనేట్ పదార్థాలను అభివృద్ధి చేశారు.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ 1880లో కనుగొనబడినప్పటి నుండి చాలా ముందుకు వచ్చింది మరియు ఇప్పుడు వివిధ రకాల రోజువారీ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌ల వంటి మెటీరియల్ పరిశోధనలో పురోగతి సాధించడానికి కూడా ఉపయోగించబడింది, ఇది ఒక పదార్థం ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపి, తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువుల లోపల లోపాలను కనుగొనడానికి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరిచేందుకు ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలవడానికి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఎలా పనిచేస్తుంది

ఈ విభాగంలో, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఎలా పని చేస్తుందో నేను అన్వేషిస్తాను. నేను ఘనపదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ చేరడం, సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ ఇంటరాక్షన్ మరియు ఈ దృగ్విషయాన్ని రూపొందించే రివర్సిబుల్ ప్రక్రియను చూస్తున్నాను. నేను పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు దాని అప్లికేషన్ల చరిత్ర గురించి కూడా చర్చిస్తాను.

ఘనపదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ చేరడం

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ చార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందన, మరియు దాని పేరు గ్రీకు పదాలు "పీజీన్" (స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్) మరియు "ēlektron" (అంబర్) నుండి వచ్చింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇక్కడ యాంత్రిక ఒత్తిడి యొక్క అంతర్గత ఉత్పత్తి అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం నుండి వస్తుంది. కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలు సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది. మరియు ఆప్టికల్ సమావేశాల అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ కోసం అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లను డ్రైవ్ చేయండి. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లలో మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంలో, వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్‌లు మరియు పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌లో రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది, ఇక్కడ ఒక పదార్థం ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ దీనిని అధ్యయనం చేశారు, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ దృశ్యం ప్రత్యక్ష పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి నిదర్శనం. సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలిపారు, ఇది పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనాకు దారితీసింది. వారు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగలిగారు మరియు టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాలలో ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించారు. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఆకారంలో మార్పు చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంటుంది.

వారు కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయగలిగారు మరియు 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్ ద్వారా విరుద్ధ ప్రభావాన్ని గణితశాస్త్రంలో పొందుపరిచారు. క్యూరీలు వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు ఎలెక్ట్రో-ఎలాస్టో- యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో యాంత్రిక వైకల్యాలు.

దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్యపుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది, ఇది సహజమైన స్ఫటిక తరగతులను వివరించింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనం, మరియు సోనార్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు.

డిటెక్టర్‌లో a ట్రాన్స్డ్యూసెర్ సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడింది, ఉక్కు పలకలకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, మరియు తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి ఒక హైడ్రోఫోన్. అధిక స్థాయిని విడుదల చేయడం ద్వారా తరచుదనం ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి పల్స్ మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు సోనార్‌ను విజయవంతం చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు మరియు ప్రాజెక్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది. దశాబ్దాలుగా, కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు వివిధ రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి. సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌లు ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సరళీకృతం చేశాయి మరియు చౌకగా మరియు ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడ్డాయి, వీటిని నిర్వహించడానికి చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్మించడానికి.

అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతి ఏర్పడింది.

లీనియర్ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ ఇంటరాక్షన్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది యాంత్రిక ఒత్తిడికి లోనైనప్పుడు విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేసే కొన్ని పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఈ పదం గ్రీకు పదాలైన πιέζειν (పీజీన్) నుండి వచ్చింది అంటే "పిండి లేదా నొక్కడం" మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే "అంబర్", ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ కనుగొన్నారు. ఇది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, దీని ద్వారా అంతర్గత ఉత్పత్తి యాంత్రిక స్ట్రెయిన్ అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం నుండి వస్తుంది. వాటి స్టాటిక్ స్ట్రక్చర్ నుండి వైకల్యంతో కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలు సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, దీనిని విలోమ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ వివిధ రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది, అవి:

• ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు
• పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్
• అధిక ఓల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి
• క్లాక్ జనరేటర్
• ఎలక్ట్రానిక్ పరికరములు
• మైక్రోబ్యాలెన్స్
• అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లను డ్రైవ్ చేయండి
• అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు
• అణువుల స్కేల్ వద్ద చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది
• ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లలో పికప్‌లు
• ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్లు
• వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం
• టార్చెస్ మరియు సిగరెట్ లైటర్లు

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావంలో రోజువారీ ఉపయోగాలను కూడా కనుగొంటుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థం. 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ దీనిని అధ్యయనం చేశారు, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. అయితే, ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లో పియెజో క్రిస్టల్‌ను చూడడం అనేది ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించి, నిర్వచించిన సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ యొక్క పని, వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిజిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణ ద్వారా పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది, ఇది పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనానికి దారితీసింది.

సోనార్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో ఫ్రాన్స్‌కు చెందిన పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేసినప్పుడు అభివృద్ధి చేయబడింది. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించి వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. ఈ ప్రాజెక్ట్ యొక్క విజయం దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్రమైన అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది, కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి అనేక రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సరళీకృతం చేస్తాయి మరియు చౌకైన మరియు మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడ్డాయి మరియు చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్మించడానికి మరియు నిర్వహించడానికి.

అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతులు వచ్చాయి. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి. రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత, యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా మరియు జపాన్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు ఫెర్రోఎలెక్ట్రిక్స్ అని పిలువబడే సింథటిక్ పదార్ధాల యొక్క కొత్త తరగతిని కనుగొన్నాయి, ఇవి సహజ పదార్థాల కంటే అనేక రెట్లు ఎక్కువ పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను ప్రదర్శించాయి. ఇది బేరియం టైటనేట్ మరియు తరువాత లీడ్ జిర్కోనేట్ టైటనేట్, నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం నిర్దిష్ట లక్షణాలతో కూడిన పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయడానికి తీవ్రమైన పరిశోధనలకు దారితీసింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాల వినియోగానికి ఒక ముఖ్యమైన ఉదాహరణ రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్చే అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రెడరిక్ R. లేక్, రేడియో టెలిఫోనీ ఇంజనీరింగ్ విభాగంలో పనిచేస్తున్నారు,

రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ ఛార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ఈ పదార్థాల ప్రతిస్పందన. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదాలైన 'పీజీన్' అంటే 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు 'ఇలెక్ట్రాన్' అంటే 'అంబర్' అనే పదం నుండి వచ్చింది, ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత యాంత్రిక జాతి. కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలు సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు. ఈ స్ఫటికాల యొక్క స్థిరమైన నిర్మాణం వైకల్యానికి గురైనప్పుడు, అవి వాటి అసలు కోణానికి తిరిగి వస్తాయి మరియు దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, అవి అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తూ వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మారుస్తాయి.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పియజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు వంటి అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది. అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను డ్రైవ్ చేయండి. ఇది ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగలదు. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల కోసం పికప్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కూడా కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని. పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, దీనిలో ఒక పదార్థం ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్, ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ మరియు రెనే హాయ్‌లు అంబర్ గురించిన జ్ఞానంతో అధ్యయనం చేశారు. ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు, కానీ ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

గ్లాస్గోలోని హంటేరియన్ మ్యూజియం సందర్శకులు పియెజో క్రిస్టల్ క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌ను వీక్షించవచ్చు, ఇది సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలపడం వల్ల పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగల సామర్థ్యం ఏర్పడింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌ను అంచనా వేయడానికి క్యూరీస్ ద్వారా ఈ ఆకారంలో మార్పును అతిశయోక్తి చేశారు. 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక థర్మోడైనమిక్ సూత్రాల నుండి సంభాషణ ప్రభావం గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణను ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

సోనార్ వంటి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించే హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు ఈ సోనార్‌ని విజయవంతం చేయడానికి పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు. ఈ ప్రాజెక్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలలో తీవ్రమైన అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది మరియు దశాబ్దాలుగా కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీకి కారణమేమిటి?

ఈ విభాగంలో, నేను పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క మూలాలను మరియు ఈ దృగ్విషయాన్ని ప్రదర్శించే వివిధ పదార్థాలను అన్వేషిస్తాను. నేను గ్రీకు పదం 'పీజీన్', ఎలెక్ట్రిక్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం మరియు పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ ప్రభావాన్ని చూస్తాను. నేను పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ యొక్క ఆవిష్కరణలు మరియు 20వ శతాబ్దంలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల అభివృద్ధి గురించి కూడా చర్చిస్తాను.

గ్రీకు పదం పీజీన్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుదావేశం చేరడం. అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ఈ పదార్థాల ప్రతిస్పందన వల్ల ఇది సంభవిస్తుంది. పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదం "పీజీన్" నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్" మరియు "ఇలెక్ట్రాన్", అంటే "అంబర్", ఇది విద్యుత్ చార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మార్చగలవు, దీనిని విలోమ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తి.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాలకు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. , అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను డ్రైవ్ చేయండి. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల కోసం పికప్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని. పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్‌ల జ్ఞానాన్ని ఆధారం చేసుకొని, దీని మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు. యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్. ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని మ్యూజియంలో, సందర్శకులు పియెజో క్రిస్టల్ క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌ను వీక్షించవచ్చు, ఇది సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలపడం వల్ల పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనా మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగల సామర్థ్యం ఏర్పడింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ సాల్ట్ వంటి స్ఫటికాల ప్రభావం ద్వారా ఇది నిరూపించబడింది. రోషెల్ ఉప్పు నుండి సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శిస్తాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఆకారంలో ఈ మార్పు చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును క్యూరీలు పొందారు. దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణ ద్వారా పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఈ ఆచరణాత్మక అనువర్తనం మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధికి దారితీసింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించేందుకు, హైడ్రోఫోన్ అని పిలువబడే స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతికించబడిన సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను డిటెక్టర్ కలిగి ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించడానికి ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలుస్తుంది. సోనార్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించడం విజయవంతమైంది మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్స్ మరియు ఈ మెటీరియల్స్ కోసం కొత్త అప్లికేషన్‌లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి అనేక రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేశాయి మరియు చౌకైన, మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్వహించడానికి తయారు చేయబడ్డాయి. నిర్మించడానికి. అభివృద్ధి

ఎలక్ట్రిక్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ చార్జ్. అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి పదార్థం యొక్క ప్రతిస్పందన వలన ఇది సంభవిస్తుంది. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్' మరియు 'ఎలక్ట్రాన్' అనే పదం, అంటే 'అంబర్', ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, స్ఫటికాలు విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావంలో వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మారుస్తాయి, అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్‌లు మరియు ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ కోసం మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు మరియు డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా వివిధ రకాల ఉపయోగకరమైన అప్లికేషన్‌ల కోసం ఇది ఉపయోగించబడింది. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల కోసం పికప్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్నింటిలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంలో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది. ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, మెకానికల్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్‌ల జ్ఞానం ఆధారంగా. ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్. అయినప్పటికీ, వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలో పియెజో క్రిస్టల్ మరియు క్యూరీ కాంపెన్సేటర్ యొక్క దృశ్యం ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించి, నిర్వచించిన సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ యొక్క పని, వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిజిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణ ద్వారా పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది, ఇది పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని అనుమతిస్తుంది.

సోనార్‌ను మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో ఫ్రాన్స్‌కు చెందిన పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అభివృద్ధి చేశారు, వీరు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ని విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు ఈ సోనార్‌ని విజయవంతం చేయడానికి పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు. ఈ ప్రాజెక్ట్ దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్రమైన అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఇది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. "పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ" అనే పదం గ్రీకు పదం "పీజీన్" నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్" మరియు గ్రీకు పదం "ēlektron", అంటే "అంబర్", ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ 1880లో కనుగొన్నారు. ఇది ఒక రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత తరం యాంత్రిక ఒత్తిడి. కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలు సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు. స్థిరమైన నిర్మాణం వైకల్యానికి గురైనప్పుడు, అది దాని అసలు పరిమాణానికి తిరిగి వస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఫలితంగా అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ చేసే ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఇది ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లలో మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని. ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, రెనే హే మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యొక్క జ్ఞానం ఆధారంగా సంబంధాన్ని కలిగి ఉంది. యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య. అయితే, ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్ మ్యూజియంలో పియెజో క్రిస్టల్ దృశ్యం ప్రత్యక్ష పియజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి నిదర్శనం. సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అవగాహనను మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనను మిళితం చేశారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శిస్తున్నట్లు కనుగొనబడింది మరియు వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ని ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్‌ను ఉపయోగించారు. కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్‌ని అంచనా వేయడానికి క్యూరీలు దీనిని చాలా అతిశయోక్తి చేశారు. 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల ద్వారా సంభాషణ ప్రభావం గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. తరువాతి దశాబ్దాలలో, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది.

సోనార్ అభివృద్ధి విజయవంతమైంది, మరియు ప్రాజెక్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది. తరువాతి దశాబ్దాలలో, కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి అనేక రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేస్తాయి మరియు చౌకగా, మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడ్డాయి, ఇవి నిర్వహించడానికి చౌకైనవి మరియు నిర్మించడం సులభం. అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతులు వచ్చాయి. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత, యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా మరియు జపాన్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు ఫెర్రోఎలెక్ట్రిక్స్ అనే కొత్త తరగతి సింథటిక్ పదార్థాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను ప్రదర్శించాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్స్

ఈ విభాగంలో, నేను పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాల గురించి చర్చిస్తాను, ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ని కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. నేను స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్, బయోలాజికల్ పదార్థం, ఎముక, DNA మరియు ప్రొటీన్‌లు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి ఎలా స్పందిస్తాయో చూస్తాను.

స్ఫటికాలు

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదాలు πιέζειν (పీజీన్) అంటే 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే 'అంబర్', పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం నుండి వచ్చింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలలో స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్, బయోలాజికల్ పదార్థం, ఎముక, DNA మరియు ప్రోటీన్లు ఉన్నాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలలో సీసం జిర్కోనేట్ టైటనేట్ స్ఫటికాలు ఉన్నాయి, ఇవి వాటి అసలు పరిమాణానికి వికృతీకరించబడతాయి లేదా బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు వాటి స్థిర పరిమాణాన్ని మార్చవచ్చు. ఇది విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావంగా పిలువబడుతుంది మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియర్ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పికప్‌లు ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లలో మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి, అలాగే టార్చ్‌లు మరియు సిగరెట్ లైటర్‌లలో నిప్పురవ్వలను ఉత్పత్తి చేయడంలో రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది. పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, మెకానికల్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్. ఈ సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించే ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా ఉన్నాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ యొక్క దృశ్యం ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి నిదర్శనం. సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీనంగా ఉన్న క్రిస్టల్ నిర్మాణాల అవగాహనతో కలిపి పైరోఎలెక్ట్రిసిటీని అంచనా వేశారు. వారు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగలిగారు మరియు టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాలలో ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించారు. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది; క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఆకారంలో మార్పు చాలా అతిశయోక్తి.

వారు సంభాషణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయగలిగారు మరియు దాని వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక థర్మోడైనమిక్ సూత్రాలను గణితశాస్త్రంలో తగ్గించగలిగారు. గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్ దీనిని 1881లో చేసాడు. క్యూరీలు సంభాషణ ప్రభావం యొక్క ఉనికిని వెంటనే ధృవీకరించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్‌ల యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు.

దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్యపుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది, ఇది సహజమైన స్ఫటిక తరగతులను వివరించింది, ఇది పియజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించి మరియు కఠినంగా నిర్వీర్యం చేయగలిగింది.

సోనార్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో హై ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ని విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ అని పిలువబడే స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతికించబడిన సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ని కలిగి ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. సోనార్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించడం విజయవంతమైంది మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

సెరామిక్స్

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ని కూడబెట్టే ఘనపదార్థాలు. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్రీకు పదాలు πιέζειν (పీజీన్) అంటే 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే 'అంబర్', ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం నుండి ఉద్భవించింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్ మరియు అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తితో సహా వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్, జీవసంబంధ పదార్థం, ఎముక, DNA మరియు ప్రోటీన్లలో కనిపిస్తాయి. సిరామిక్స్ అనేది రోజువారీ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు. సెరామిక్స్‌ను లెడ్ జిర్కోనేట్ టైటనేట్ (PZT) వంటి మెటల్ ఆక్సైడ్‌ల కలయికతో తయారు చేస్తారు, వీటిని అధిక ఉష్ణోగ్రతలకి వేడి చేసి ఘనపదార్థంగా రూపొందిస్తారు. సెరామిక్స్ చాలా మన్నికైనవి మరియు తీవ్రమైన ఉష్ణోగ్రతలు మరియు ఒత్తిళ్లను తట్టుకోగలవు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ సిరామిక్స్ అనేక రకాల ఉపయోగాలు కలిగి ఉన్నాయి, వీటిలో:

• టార్చ్‌లు మరియు సిగరెట్ లైటర్‌ల వంటి వంట మరియు తాపన పరికరాల కోసం గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం.
• మెడికల్ ఇమేజింగ్ కోసం అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడం.
• క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల కోసం అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం.
• ఖచ్చితమైన బరువులో ఉపయోగం కోసం మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లను రూపొందించడం.
• ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ కోసం అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లను నడపడం.
• అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి ఆధారం.
• ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌లు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ సిరామిక్స్ వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ నుండి మెడికల్ ఇమేజింగ్ వరకు విస్తృత శ్రేణిలో ఉపయోగించబడతాయి. అవి చాలా మన్నికైనవి మరియు తీవ్రమైన ఉష్ణోగ్రతలు మరియు ఒత్తిళ్లను తట్టుకోగలవు, వాటిని వివిధ పరిశ్రమలలో ఉపయోగించడానికి అనువైనవిగా చేస్తాయి.

జీవ పదార్థం

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఇది గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్' మరియు 'ఇలెక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలలో ఎముక, DNA మరియు ప్రోటీన్లు వంటి జీవసంబంధమైన పదార్థాలు ఉన్నాయి. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఈ పదార్ధాలకు ఉదాహరణలలో సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు ఉన్నాయి, ఇవి వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, స్ఫటికాలు వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మార్చుకుంటాయి, విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ద్వారా అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీలచే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ జరిగింది. అప్పటి నుండి ఇది వివిధ రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది, అవి:

• ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు
• పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్
• అధిక ఓల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి
• క్లాక్ జనరేటర్
• ఎలక్ట్రానిక్ పరికరములు
• మైక్రోబ్యాలెన్స్
• అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లను డ్రైవ్ చేయండి
• అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు
• స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లకు ఆధారం
• అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించండి
• ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లలో పికప్‌లు
• ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్లు

పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీని గ్యాస్ వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చెస్, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని వంటి రోజువారీ వస్తువులలో కూడా ఉపయోగిస్తారు. ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది. రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యొక్క జ్ఞానం ఆధారంగా, వారు యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు, కానీ వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ దృశ్యం ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావానికి నిదర్శనం. సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనను మిళితం చేశారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది. సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి ఈ ప్రభావాన్ని క్యూరీలు చాలా అతిశయోక్తి చేశారు. 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక థర్మోడైనమిక్ సూత్రాల నుండి సంభాషణ ప్రభావం గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క 'లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్' (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది.

బోన్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఎముక ఈ దృగ్విషయాన్ని ప్రదర్శించే అటువంటి పదార్థం.

ఎముక అనేది కొల్లాజెన్, కాల్షియం మరియు భాస్వరంతో సహా ప్రోటీన్లు మరియు ఖనిజాలతో కూడిన ఒక రకమైన జీవ పదార్థం. ఇది అన్ని జీవ పదార్థాలలో అత్యంత పైజోఎలెక్ట్రిక్, మరియు యాంత్రిక ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు.

ఎముకలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం దాని ప్రత్యేక నిర్మాణం యొక్క ఫలితం. ఇది ఖనిజాల మాతృకలో పొందుపరచబడిన కొల్లాజెన్ ఫైబర్‌ల నెట్‌వర్క్‌తో కూడి ఉంటుంది. ఎముక యాంత్రిక ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు, కొల్లాజెన్ ఫైబర్స్ కదులుతాయి, దీనివల్ల ఖనిజాలు ధ్రువణమవుతాయి మరియు విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

ఎముకలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేక ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది. ఇది ఎముక పగుళ్లు మరియు ఇతర అసాధారణతలను గుర్తించడానికి అల్ట్రాసౌండ్ మరియు ఎక్స్-రే ఇమేజింగ్ వంటి మెడికల్ ఇమేజింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ఎముక ప్రసరణ వినికిడి సహాయాలలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది ధ్వని తరంగాలను నేరుగా లోపలి చెవికి పంపబడే విద్యుత్ సంకేతాలుగా మార్చడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.

ఎముకలోని పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం కృత్రిమ కీళ్ళు మరియు కృత్రిమ అవయవాలు వంటి కీళ్ళ ఇంప్లాంట్లలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇంప్లాంట్లు యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి, ఇది పరికరానికి శక్తినివ్వడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

అదనంగా, ఎముకలోని పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం కొత్త వైద్య చికిత్సల అభివృద్ధిలో ఉపయోగం కోసం అన్వేషించబడుతోంది. ఉదాహరణకు, ఎముకల పెరుగుదలను ప్రేరేపించడానికి మరియు దెబ్బతిన్న కణజాలాన్ని సరిచేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించడాన్ని పరిశోధకులు పరిశీలిస్తున్నారు.

మొత్తంమీద, ఎముకలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది విస్తృత శ్రేణి ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలతో కూడిన మనోహరమైన దృగ్విషయం. ఇది వివిధ రకాల వైద్య మరియు సాంకేతిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతోంది మరియు కొత్త చికిత్సల అభివృద్ధిలో ఉపయోగం కోసం అన్వేషించబడుతోంది.

DNA

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. DNA ఈ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే అటువంటి పదార్థం. DNA అనేది అన్ని జీవులలో కనిపించే ఒక జీవ అణువు మరియు ఇది నాలుగు న్యూక్లియోటైడ్ బేస్‌లతో కూడి ఉంటుంది: అడెనిన్ (A), గ్వానైన్ (G), సైటోసిన్ (C) మరియు థైమిన్ (T).

DNA అనేది ఒక సంక్లిష్టమైన అణువు, ఇది యాంత్రిక ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు విద్యుదావేశాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగపడుతుంది. DNA అణువులు హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా కలిసి ఉండే న్యూక్లియోటైడ్‌ల యొక్క రెండు తంతువులతో కూడి ఉండటమే దీనికి కారణం. ఈ బంధాలు విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు, విద్యుత్ ఛార్జ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది.

DNA యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడింది, వీటిలో:

• మెడికల్ ఇంప్లాంట్స్ కోసం విద్యుత్ ఉత్పత్తి
• కణాలలో యాంత్రిక శక్తులను గుర్తించడం మరియు కొలవడం
• నానోస్కేల్ సెన్సార్‌లను అభివృద్ధి చేయడం
• DNA సీక్వెన్సింగ్ కోసం బయోసెన్సర్‌లను సృష్టించడం
• ఇమేజింగ్ కోసం అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడం

DNA యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం నానోవైర్లు మరియు నానోట్యూబ్‌ల వంటి కొత్త పదార్థాల అభివృద్ధిలో దాని సంభావ్య ఉపయోగం కోసం కూడా అన్వేషించబడుతోంది. ఈ పదార్థాలు శక్తి నిల్వ మరియు సెన్సింగ్‌తో సహా వివిధ రకాల అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించవచ్చు.

DNA యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు యాంత్రిక ఒత్తిడికి అత్యంత సున్నితంగా ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది. కొత్త పదార్థాలు మరియు సాంకేతికతలను అభివృద్ధి చేయాలని చూస్తున్న పరిశోధకులు మరియు ఇంజనీర్‌లకు ఇది విలువైన సాధనంగా మారుతుంది.

ముగింపులో, DNA అనేది పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థం, ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే సామర్ధ్యం. ఈ ప్రభావం మెడికల్ ఇంప్లాంట్లు, నానోస్కేల్ సెన్సార్లు మరియు DNA సీక్వెన్సింగ్‌తో సహా వివిధ రకాల అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడింది. నానోవైర్లు మరియు నానోట్యూబ్‌ల వంటి కొత్త పదార్థాల అభివృద్ధిలో దాని సంభావ్య ఉపయోగం కోసం కూడా ఇది అన్వేషించబడుతోంది.

ప్రోటీన్లను

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ప్రోటీన్లు, స్ఫటికాలు, సెరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్థాలు వంటి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు ఈ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. ప్రోటీన్లు, ప్రత్యేకించి, ఒక ప్రత్యేకమైన పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం, ఎందుకంటే అవి అమైనో ఆమ్లాల సంక్లిష్ట నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి వైకల్యంతో ఉంటాయి.

ప్రోటీన్లు అత్యంత సమృద్ధిగా ఉండే పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం, మరియు అవి వివిధ రూపాల్లో కనిపిస్తాయి. అవి ఎంజైమ్‌లు, హార్మోన్లు మరియు యాంటీబాడీల రూపంలో అలాగే కొల్లాజెన్ మరియు కెరాటిన్ వంటి నిర్మాణాత్మక ప్రోటీన్‌ల రూపంలో కనిపిస్తాయి. ప్రోటీన్లు కండరాల ప్రోటీన్ల రూపంలో కూడా కనిపిస్తాయి, ఇవి కండరాల సంకోచం మరియు సడలింపుకు బాధ్యత వహిస్తాయి.

ప్రోటీన్ల యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అవి అమైనో ఆమ్లాల సంక్లిష్ట నిర్మాణంతో కూడి ఉంటాయి. ఈ అమైనో ఆమ్లాలు వైకల్యానికి గురైనప్పుడు, అవి విద్యుదావేశాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ విద్యుత్ ఛార్జ్ సెన్సార్లు మరియు యాక్యుయేటర్ల వంటి వివిధ పరికరాలకు శక్తిని అందించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

ప్రొటీన్లు వివిధ రకాల వైద్యపరమైన అనువర్తనాల్లో కూడా ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, అవి శరీరంలోని కొన్ని ప్రోటీన్ల ఉనికిని గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది వ్యాధులను నిర్ధారించడానికి ఉపయోగపడుతుంది. కొన్ని బ్యాక్టీరియా మరియు వైరస్‌ల ఉనికిని గుర్తించడానికి కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు, వీటిని ఇన్‌ఫెక్షన్‌లను నిర్ధారించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

వివిధ రకాల పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో కూడా ప్రోటీన్లు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, అవి వివిధ రకాల పారిశ్రామిక ప్రక్రియల కోసం సెన్సార్లు మరియు యాక్యుయేటర్లను రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడతాయి. విమానం మరియు ఇతర వాహనాల నిర్మాణంలో ఉపయోగించే పదార్థాలను రూపొందించడానికి కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

ముగింపులో, ప్రోటీన్లు ఒక ప్రత్యేకమైన పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం, వీటిని వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించవచ్చు. అవి అమైనో ఆమ్లాల సంక్లిష్ట నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్‌ని ఉత్పత్తి చేయడానికి వైకల్యంతో ఉంటాయి మరియు అవి వివిధ రకాల వైద్య మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.

పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీతో ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్

ఈ విభాగంలో, శక్తిని పెంపొందించడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఎలా ఉపయోగించవచ్చో నేను చర్చిస్తాను. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్ నుండి క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌ల వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క వివిధ అప్లికేషన్‌లను నేను చూస్తున్నాను. నేను పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీ చరిత్రను కూడా అన్వేషిస్తాను, పియర్ క్యూరీ దానిని కనుగొన్నప్పటి నుండి రెండవ ప్రపంచ యుద్ధంలో దాని ఉపయోగం వరకు. చివరగా, పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరిశ్రమ యొక్క ప్రస్తుత స్థితి మరియు మరింత వృద్ధికి గల అవకాశాల గురించి నేను చర్చిస్తాను.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ని ఉత్పత్తి చేసే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదాలైన 'పీజీన్' (స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్ చేయడానికి) మరియు 'ఎలక్ట్రాన్' (అంబర్) అనే పదాల నుండి ఉద్భవించింది, ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం. స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్థాలు వంటి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, క్లాక్ జనరేటర్‌గా, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను నడపడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్ అనేది ఈ సాంకేతికత యొక్క ప్రసిద్ధ అప్లికేషన్. ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వైబ్రేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలను ఉపయోగించే ఒక రకమైన ప్రింటింగ్, ఇది సిరా యొక్క బిందువులను పేజీలోకి బయటకు పంపడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ 1880 నాటిది, ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియర్ క్యూరీ ఈ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం వివిధ రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్యాస్ వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చెస్, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లలో పికప్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్లు వంటి రోజువారీ వస్తువులలో ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని శాస్త్రీయ పరిశోధనలో కూడా ఉపయోగిస్తారు. అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి ఇది ఆధారం. ఇది అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌లను మెటీరియల్‌లోకి పంపుతుంది మరియు నిలిపివేతలను గుర్తించడానికి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలను కొలుస్తుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు మెటీరియల్‌ల అభివృద్ధి మెరుగైన పనితీరు మరియు సులభమైన తయారీ ప్రక్రియల అవసరం ద్వారా నడపబడింది. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో, వాణిజ్య ఉపయోగం కోసం క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాల అభివృద్ధి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరిశ్రమ వృద్ధికి ప్రధాన కారణం. దీనికి విరుద్ధంగా, జపనీస్ తయారీదారులు సమాచారాన్ని త్వరగా పంచుకోగలిగారు మరియు కొత్త అప్లికేషన్‌లను అభివృద్ధి చేయగలిగారు, ఇది జపనీస్ మార్కెట్‌లో వేగవంతమైన వృద్ధికి దారితీసింది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది మనం శక్తిని వినియోగించుకునే విధానంలో విప్లవాత్మకమైన మార్పులు చేసింది, లైటర్లు వంటి రోజువారీ వస్తువుల నుండి అధునాతన శాస్త్రీయ పరిశోధన వరకు. ఇది ఒక బహుముఖ సాంకేతికత, ఇది కొత్త మెటీరియల్స్ మరియు అప్లికేషన్‌లను అన్వేషించడానికి మరియు అభివృద్ధి చేయడానికి మాకు వీలు కల్పించింది మరియు ఇది రాబోయే సంవత్సరాల్లో మన జీవితంలో ఒక ముఖ్యమైన భాగంగా కొనసాగుతుంది.

అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాల సామర్ధ్యం. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదాలైన 'పీజీన్' అంటే 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు 'ఇలెక్ట్రాన్' అంటే 'అంబర్' అనే పదం నుండి ఉద్భవించింది, ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఒక రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ; పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక ఒత్తిడి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, ఈ దృగ్విషయాన్ని విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తితో సహా వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపులో, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్‌లో, క్లాక్ జనరేటర్లలో, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లలో, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లలో మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ చేసే ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలలో ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది రోజువారీ అనువర్తనాల్లో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చెస్, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మెటీరియల్స్, ఇవి ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ ప్రభావాన్ని 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ అధ్యయనం చేశారు, రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు, వారు యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు, అయినప్పటికీ వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క మిళిత జ్ఞానం మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాల అవగాహన పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేసే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేసేందుకు దారితీసింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. ప్రత్యక్ష పియజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఇది చాలా అతిశయోక్తి.

పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ సోదరులు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందారు. దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్యపుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది, ఇది సహజమైన స్ఫటిక తరగతులను వివరించింది, ఇది పియజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించి మరియు కఠినంగా నిర్వీర్యం చేయగలిగింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనం మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధితో ప్రారంభమైంది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించే హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు సోనార్‌ను విజయవంతం చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ తరువాతి దశాబ్దాలలో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి వివిధ రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేస్తాయి మరియు చౌకైన, మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడ్డాయి, ఇవి నిర్వహించడానికి చౌకైనవి మరియు నిర్మించడం సులభం. అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతి ఏర్పడింది. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధంలో యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా మరియు జపాన్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు ఫెర్ అనే కొత్త తరగతి సింథటిక్ పదార్థాలను కనుగొన్నాయి.

గడియారం జనరేటర్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఈ దృగ్విషయం క్లాక్ జనరేటర్‌లతో సహా అనేక ఉపయోగకరమైన అప్లికేషన్‌లను రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడింది. గడియార జనరేటర్లు ఖచ్చితమైన సమయంతో విద్యుత్ సంకేతాలను రూపొందించడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించే పరికరాలు.

క్లాక్ జనరేటర్లు కంప్యూటర్లు, టెలికమ్యూనికేషన్స్ మరియు ఆటోమోటివ్ సిస్టమ్‌లలో వివిధ రకాల అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి. విద్యుత్ సంకేతాల యొక్క ఖచ్చితమైన సమయాన్ని నిర్ధారించడానికి పేస్‌మేకర్‌ల వంటి వైద్య పరికరాలలో కూడా ఇవి ఉపయోగించబడతాయి. గడియార జనరేటర్లు పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ మరియు రోబోటిక్స్‌లో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ ఖచ్చితమైన సమయం అవసరం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు యాంత్రిక ఒత్తిడిని కూడా సృష్టించగలవు. ఇది విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావంగా పిలువబడుతుంది మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

గడియార జనరేటర్లు ఈ విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఖచ్చితమైన సమయాలతో విద్యుత్ సంకేతాలను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థం ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా వైకల్యం చెందుతుంది, ఇది నిర్దిష్ట పౌనఃపున్యం వద్ద కంపించేలా చేస్తుంది. ఈ కంపనం ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చబడుతుంది, ఇది ఖచ్చితమైన టైమింగ్ సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

క్లాక్ జనరేటర్లు వైద్య పరికరాల నుండి పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ వరకు వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి. అవి నమ్మదగినవి, ఖచ్చితమైనవి మరియు ఉపయోగించడానికి సులభమైనవి, వీటిని అనేక అనువర్తనాలకు ప్రముఖ ఎంపికగా మారుస్తుంది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఆధునిక సాంకేతికతలో ముఖ్యమైన భాగం, మరియు క్లాక్ జనరేటర్లు ఈ దృగ్విషయం యొక్క అనేక అనువర్తనాల్లో ఒకటి.

ఎలక్ట్రానిక్ పరికరములు

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాల సామర్ధ్యం. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ అని పిలువబడే ఈ దృగ్విషయం ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లలో పికప్‌ల నుండి ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్‌ల వరకు వివిధ రకాల ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్రీకు పదాలైన πιέζειν (పీజీన్) అంటే "స్క్వీజ్" లేదా "ప్రెస్" మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే "అంబర్", పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ మూలం నుండి ఉద్భవించింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA ప్రోటీన్ల వంటి జీవసంబంధమైన పదార్థాలు, ఇవి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, ఈ దృగ్విషయాన్ని విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీలకు కృతజ్ఞతలు, వీరు 1880లో ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించారు. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనపై వారి మిశ్రమ జ్ఞానం పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి మరియు అంచనా వేయడానికి దారితీసింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో క్రిస్టల్ ప్రవర్తన ప్రదర్శించబడింది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్‌లు మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మెటీరియల్‌లు వంటి వివిధ రోజువారీ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడింది. 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ దీనిని అధ్యయనం చేశారు, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. అయితే, స్కాట్లాండ్‌లోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్ మ్యూజియంలో పియెజో క్రిస్టల్ వీక్షణ క్యూరీ సోదరుల ద్వారా ప్రత్యక్ష పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే వరకు ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లలోని పికప్‌ల నుండి ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్‌ల వరకు వివిధ రకాల ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ చేసే ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారం, వీటిని అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

సూక్ష్మ సమతుల్యత

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాల సామర్ధ్యం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్రీకు పదాలు πιέζειν (పీజీన్) నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్" లేదా "ప్రెస్", మరియు ἤλεκτρον (ēlektron), అంటే "అంబర్", ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్నింటి కోసం గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం వంటి వివిధ రోజువారీ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపులో మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్‌లో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్ వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు ఆధారం. అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను నడపడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీలకు అందించబడింది. క్యూరీ సోదరులు పైరోఎలెక్ట్రిసిటీపై వారి జ్ఞానాన్ని మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనను కలిపి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ భావనకు దారితీసింది. వారు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగలిగారు మరియు టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాలలో ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించారు.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపుతో సహా ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధి పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీ వినియోగంలో ఒక ప్రధాన పురోగతి. రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత, యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా మరియు జపాన్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు ఫెర్రోఎలెక్ట్రిక్స్ అని పిలువబడే సింథటిక్ పదార్థాల యొక్క కొత్త తరగతిని కనుగొన్నాయి, ఇవి సహజ పదార్థాల కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను ప్రదర్శించాయి.

ఇది బేరియం టైటనేట్ మరియు తరువాత సీసం జిర్కోనేట్ టైటనేట్ పదార్థాల యొక్క తీవ్రమైన పరిశోధన మరియు అభివృద్ధికి దారితీసింది, ఇది నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం నిర్దిష్ట లక్షణాలను కలిగి ఉంది. రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాల వినియోగానికి ఒక ముఖ్యమైన ఉదాహరణ అభివృద్ధి చేయబడింది.

రేడియో టెలిఫోనీ ఇంజినీరింగ్ విభాగంలో పనిచేస్తున్న ఫ్రెడరిక్ R. లాక్, విస్తృత శ్రేణి ఉష్ణోగ్రతలలో పనిచేసే కట్ క్రిస్టల్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. లాక్స్ క్రిస్టల్‌కు మునుపటి స్ఫటికాల యొక్క భారీ ఉపకరణాలు అవసరం లేదు, విమానంలో దాని వినియోగాన్ని సులభతరం చేసింది. ఈ పరిణామం మిత్రరాజ్యాల వైమానిక దళాలను ఏవియేషన్ రేడియోను ఉపయోగించి సమన్వయంతో కూడిన సామూహిక దాడులలో పాల్గొనడానికి అనుమతించింది.

యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు మెటీరియల్‌ల అభివృద్ధి అనేక కంపెనీలను వ్యాపారంలో ఉంచింది మరియు క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాల అభివృద్ధి వాణిజ్యపరంగా దోపిడీ చేయబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు అప్పటి నుండి మెడికల్ ఇమేజింగ్, అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనింగ్ మరియు మరిన్నింటితో సహా వివిధ రకాల అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించబడ్డాయి.

అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్ డ్రైవ్ చేయండి

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్ధాల వంటి నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ ఛార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందన మరియు గ్రీకు పదాలైన 'పీజీన్', అంటే 'స్క్వీజ్' లేదా 'ప్రెస్' మరియు 'ఎలక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఎలెక్ట్రిక్ చార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం నుండి తీసుకోబడింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత యాంత్రిక జాతి. దీనికి ఉదాహరణ సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు, ఇవి వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, స్ఫటికాలు వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మార్చుకుంటాయి, ఫలితంగా విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తి.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు మరియు అప్పటి నుండి ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపుతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కూడా కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని.

పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థం, కార్ల్ లిన్నెయస్, ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ మరియు 18వ శతాబ్దం మధ్యలో రెనే హౌ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు. విద్యుత్ ఛార్జ్. దీనిని నిరూపించే ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా ఉన్నాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ యొక్క దృశ్యం సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించి వారి జ్ఞానాన్ని కలపడం మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అర్థం చేసుకోవడం పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనాకు దారితీసింది మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి వారిని అనుమతించింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. 1881లో గాబ్రియెల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేసిన సంభాషణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి క్యూరీలచే ఇది చాలా అతిశయోక్తి చేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించే పనిలో పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీలు పోలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. ఇది వోల్డెమర్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది, ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణ ద్వారా పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనం సోనార్‌తో ప్రారంభమైంది, ఇది మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించేందుకు, హైడ్రోఫోన్ అని పిలువబడే స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతికించబడిన సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను డిటెక్టర్ కలిగి ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించవచ్చు. సోనార్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించడం విజయవంతమైంది మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్స్ మరియు ఈ మెటీరియల్‌ల కోసం కొత్త అప్లికేషన్‌లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇది ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేసింది మరియు చౌకైన, మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడింది. . అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతి ఏర్పడింది. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థం ద్వారా అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి.

అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీస్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది యాంత్రిక ఒత్తిడికి లోనైనప్పుడు విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టుకునే నిర్దిష్ట పదార్థాల సామర్ధ్యం. ఇది విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యొక్క విద్యుత్ మరియు యాంత్రిక స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు కూడా రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు మరియు అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తితో సహా వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడింది. ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, క్లాక్ జనరేటర్‌లు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ చేసే ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు మరియు అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి వంటి ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల్లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, అలాగే క్లాక్ జనరేటర్లు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ చేసే ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది వంట మరియు తాపన పరికరాల కోసం గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మెటీరియల్స్ వంటి రోజువారీ ఉపయోగాల్లోకి ప్రవేశించింది. ఈ ప్రభావాన్ని 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ అధ్యయనం చేశారు, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ యొక్క దృశ్యం సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీపై వారి జ్ఞానం మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనతో కలిపి, వారు పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేసే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేశారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది.

సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్, మరియు క్వార్ట్జ్ మరియు రోషెల్ సాల్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు ఆకృతిలో మార్పు చాలా అతిశయోక్తి అయినప్పటికీ, వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. క్యూరీలు 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి గణితశాస్త్రపరంగా సంవర్తన పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేశారు. క్యూరీలు వెంటనే సంవర్తన ప్రభావం ఉనికిని ధృవీకరించారు మరియు ఎలక్ట్రో-ని పూర్తిగా తిప్పికొట్టడానికి పరిమాణాత్మక రుజువును పొందారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలాస్టో-మెకానికల్ వైకల్యాలు.

దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనం కోసం టెన్సర్ విశ్లేషణను ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

సోనార్ అభివృద్ధి అనేది పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించిన విజయవంతమైన ప్రాజెక్ట్. దశాబ్దాల తరువాత, కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి వివిధ రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేశాయి మరియు రికార్డ్ ప్లేయర్‌లను చౌకగా మరియు నిర్వహించడానికి మరియు నిర్మించడానికి సులభతరం చేసింది. అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతులు వచ్చాయి. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఆసక్తుల రంగం యొక్క ప్రారంభం క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాల నుండి అభివృద్ధి చేయబడిన కొత్త పదార్థాల లాభదాయకమైన పేటెంట్‌లతో సురక్షితం చేయబడింది, ఇవి వాణిజ్యపరంగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. శాస్త్రవేత్తలు అధిక పనితీరు పదార్థాల కోసం శోధించారు మరియు మెటీరియల్స్ మరియు తయారీ ప్రక్రియల పరిపక్వతలో పురోగతి ఉన్నప్పటికీ, యునైటెడ్ స్టేట్స్ మార్కెట్ త్వరగా వృద్ధి చెందలేదు. దీనికి విరుద్ధంగా, జపనీస్ తయారీదారులు సమాచారాన్ని త్వరగా పంచుకున్నారు మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరిశ్రమలో వృద్ధికి కొత్త అప్లికేషన్లు జపనీస్ తయారీదారులకు విరుద్ధంగా దెబ్బతిన్నాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్స్

ఈ విభాగంలో, ఆధునిక సాంకేతికతలో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఎలా ఉపయోగించబడుతుందనే దాని గురించి నేను మాట్లాడతాను. అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడం నుండి ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల వరకు, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేక పరికరాలలో అంతర్భాగంగా మారింది. నేను పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ చరిత్రను మరియు వివిధ రకాల అప్లికేషన్‌లలో అది ఎలా ఉపయోగించబడిందో అన్వేషిస్తాను.

స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌ల ఆధారం

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ చార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందన, మరియు పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదం πιέζειν (పీజీన్) నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్" లేదా "ప్రెస్" మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే "అంబర్", ఒక పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు కదలికను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించే పరికరాలు. ఈ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాల ఉదాహరణలు సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల కోసం మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు మరియు డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు వంటి ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల్లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం.

పైజో ఎలక్ట్రిసిటీని 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ కనుగొన్నారు. స్కాట్‌లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలో పియెజో క్రిస్టల్ మరియు క్యూరీ కాంపెన్సేటర్ వీక్షణను చూడవచ్చు, ఇది సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీపై వారి జ్ఞానాన్ని మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనను కలపడం వలన పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనాకు దారితీసింది, ఇది క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి వీలు కల్పించింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది. సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్, మరియు క్వార్ట్జ్ మరియు రోషెల్ సాల్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది, అయినప్పటికీ దీనిని క్యూరీలు చాలా అతిశయోక్తి చేశారు.

వారు కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా అంచనా వేశారు మరియు ఇది 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్ చేత ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది. క్యూరీలు వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని ధృవీకరించారు మరియు ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో- యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో యాంత్రిక వైకల్యాలు.

దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్యపుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది.

ఇది మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడిన సోనార్ వంటి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనానికి దారితీసింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు ఈ సోనార్‌ని విజయవంతం చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ దశాబ్దాలుగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ మెటీరియల్స్ మరియు ఈ మెటీరియల్‌ల కోసం కొత్త అప్లికేషన్‌లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వంటి అనేక రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సులభతరం చేస్తాయి మరియు చౌకగా మరియు మరింత ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌ల కోసం తయారు చేయబడ్డాయి. నిర్మించడానికి. అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి ద్రవాలు మరియు ఘనపదార్థాల స్నిగ్ధత మరియు స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించింది, ఫలితంగా పదార్థాల పరిశోధనలో భారీ పురోగతి ఏర్పడింది. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి.

ప్రపంచ యుద్ధం II సమయంలో, యునైటెడ్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు

అణువుల స్కేల్ వద్ద చిత్రాలను పరిష్కరించండి

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్ధాల వంటి నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ ఛార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందన మరియు గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ సంకర్షణ ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. దీనికి ఉదాహరణలలో సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు ఉన్నాయి, ఇవి వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిర పరిమాణాన్ని మారుస్తాయి, దీనిని విలోమ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల వంటి అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. మైక్రోబ్యాలెన్స్ మరియు డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్నింటి వంటి రోజువారీ అనువర్తనాల్లో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లు అధ్యయనం చేశారు. రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యొక్క జ్ఞానం ఆధారంగా, వారు యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు, కానీ వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

గ్లాస్గోలోని హంటేరియన్ మ్యూజియం సందర్శకులు పైజో క్రిస్టల్ క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌ను వీక్షించవచ్చు, ఇది సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాలపై వారి అవగాహనతో కలిపి, వారు పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేసే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేశారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది. సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్, మరియు క్వార్ట్జ్ మరియు రోషెల్ సాల్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శిస్తాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయినప్పటికీ ఆకారంలో మార్పు చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంటుంది. క్యూరీలు సంభాషణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయగలిగారు మరియు 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి సంభాషణ ప్రభావం గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది.

పికప్‌లు ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లు

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు, ఇవి విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మార్చడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేది యాంత్రిక ఒత్తిడికి లోనైనప్పుడు విద్యుత్ చార్జ్‌ని ఉత్పత్తి చేసే కొన్ని పదార్థాల సామర్ధ్యం. పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు గడియారాలు మరియు గడియారాలు వంటి చిన్న పరికరాలను శక్తివంతం చేయడం నుండి రోబోట్లు మరియు వైద్య పరికరాల వంటి పెద్ద యంత్రాలకు శక్తినిచ్చే వరకు వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు పికప్‌లలో ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి. ఈ పికప్‌లు గిటార్ స్ట్రింగ్‌ల వైబ్రేషన్‌లను ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. ఈ సంకేతం అప్పుడు విస్తరించబడుతుంది మరియు ఒక యాంప్లిఫైయర్‌కు పంపబడుతుంది, ఇది గిటార్ యొక్క ధ్వనిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ పికప్‌లు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ డ్రమ్ హెడ్‌ల కంపనాలను గుర్తించి వాటిని విద్యుత్ సిగ్నల్‌గా మార్చడానికి ఉపయోగిస్తారు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ఒక చిన్న ప్రోబ్‌ను ఉపరితలంపైకి తరలించడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. ఇది సూక్ష్మదర్శిని అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి అనుమతిస్తుంది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు ఇంక్జెట్ ప్రింటర్లలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి, ఇక్కడ అవి ప్రింట్ హెడ్‌ను పేజీలో ముందుకు వెనుకకు తరలించడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు వైద్య పరికరాలు, ఆటోమోటివ్ భాగాలు మరియు వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో సహా అనేక ఇతర అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి. ఖచ్చితత్వ భాగాల ఉత్పత్తి మరియు సంక్లిష్ట భాగాల అసెంబ్లీ వంటి పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, వీటిని మెడికల్ ఇమేజింగ్ మరియు పదార్థాలలో లోపాలను గుర్తించడంలో ఉపయోగిస్తారు.

మొత్తంమీద, పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు చిన్న పరికరాలకు శక్తినివ్వడం నుండి పెద్ద యంత్రాలకు శక్తినిచ్చే వరకు అనేక రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు, ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్స్, స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లు, ఇంక్‌జెట్ ప్రింటర్లు, మెడికల్ డివైజ్‌లు, ఆటోమోటివ్ కాంపోనెంట్‌లు మరియు కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో వీటిని పికప్‌లలో ఉపయోగిస్తారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో మరియు పదార్థాలలో లోపాలను గుర్తించడంలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లను ప్రేరేపిస్తుంది

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్ధాల వంటి నిర్దిష్ట ఘన పదార్థాలలో పేరుకుపోయే విద్యుత్ ఛార్జ్. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ఈ పదార్థాల ప్రతిస్పందన. పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదం "పీజీన్" నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్" మరియు "ఎలక్ట్రాన్" అనే పదం, దీని అర్థం "అంబర్", ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు కదలికను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించే పరికరాలు. విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య ఫలితంగా ఈ ప్రభావం ఏర్పడుతుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత యాంత్రిక జాతి. దీనికి ఉదాహరణ సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు, ఇవి వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, స్ఫటికాలు వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మారుస్తాయి, అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మోటార్లు వివిధ రోజువారీ అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి, అవి:

• వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం
• టార్చెస్, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు పైరోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మెటీరియల్స్
• ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేయడం
• ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు
• పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్జెట్ ప్రింటింగ్
• అధిక ఓల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి
• క్లాక్ జనరేటర్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు
• మైక్రోబ్యాలెన్స్
• అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను డ్రైవ్ చేయండి
• స్కానింగ్ ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లకు ఆధారం
• అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించండి
• ఎలక్ట్రానిక్ యాంప్లిఫైడ్ గిటార్‌లను పికప్ చేస్తుంది
• ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లను ప్రేరేపిస్తుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల ఎలక్ట్రోమెకానికల్ మోడలింగ్

ఈ విభాగంలో, నేను పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల ఎలక్ట్రోమెకానికల్ మోడలింగ్‌ను అన్వేషిస్తాను. నేను పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ చరిత్ర, దాని ఉనికిని నిరూపించిన ప్రయోగాలు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు పదార్థాల అభివృద్ధిని చూస్తున్నాను. నేను ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ, కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్, రెనే హౌ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్, గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్ మరియు వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క సహకారాన్ని కూడా చర్చిస్తాను.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, ఇక్కడ స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది. ఈ ఛార్జ్ అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్' మరియు 'ఎలెక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో కూడిన మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ ఇంటరాక్షన్ ఫలితంగా వస్తుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇక్కడ యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత ఉత్పత్తి అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రానికి ప్రతిస్పందనగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు, స్ఫటికాలు వాటి స్టాటిక్ కోణాన్ని మార్చుకుంటాయి, విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలువబడే ప్రక్రియలో అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

1880లో, ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీలు పియజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నారు మరియు ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పియజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్‌లతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం దీనిని ఉపయోగించారు. అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల కోసం మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు మరియు డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్ వంటి పరికరాలు. ఇది ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించగలదు. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల కోసం పికప్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కూడా కనుగొంటుంది, వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్ని. ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా పదార్థం విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, రెనే హౌయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్‌ల జ్ఞానం ఆధారంగా వారి మధ్య సంబంధాన్ని కలిగి ఉంది. యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్, అయినప్పటికీ వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీకి సంబంధించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలపడం ద్వారా, క్యూరీలు పైరోఎలెక్ట్రిసిటీని అంచనా వేయగలిగారు మరియు స్ఫటికాల ప్రవర్తనను అంచనా వేయగలిగారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి. పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే ఇది క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంది. వారు సంభాషణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయగలిగారు మరియు 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి గణితశాస్త్రంలో దానిని తగ్గించగలిగారు.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. తరువాతి దశాబ్దాలలో, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క 'లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్' (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది.

ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, దీనిలో స్ఫటికాలు, సెరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది. ఇది అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందన, మరియు 'పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ' అనే పదం గ్రీకు పదాలు 'పీజీన్' నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్' మరియు 'ఇలెక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఇది రివర్సిబుల్ ప్రక్రియ; పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, స్ఫటికాలు బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, దీనిని విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి ఇది ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు మైక్రోబ్యాలెన్స్‌ల వంటి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది. , అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను డ్రైవ్ చేయండి. ఇది అణువుల స్కేల్‌పై చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లలో మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

వంట మరియు తాపన పరికరాలు, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్నింటిలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంలో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది. పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, దీనిలో ఒక పదార్థం ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ అధ్యయనం చేశారు, రెనే హౌయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యొక్క జ్ఞానాన్ని ఆధారంగా చేసుకున్నారు. యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య. ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క మిళిత జ్ఞానం మరియు అంతర్లీన క్రిస్టల్ నిర్మాణాల అవగాహన పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ మరియు స్ఫటికాల ప్రవర్తనను అంచనా వేసే సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేసేందుకు దారితీసింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. ప్రత్యక్ష పియజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఇది చాలా అతిశయోక్తి.

సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ 1881లో గాబ్రియెల్ లిప్‌మాన్ ద్వారా ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి గణితశాస్త్రపరంగా సంవర్తన పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేశారు. క్యూరీలు వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పరిమాణాత్మక రుజువును పొందారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ రివర్సిబిలిటీ.

దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, అయితే ఇది పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణను ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల యొక్క మొదటి ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్, మరియు సోనార్ మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు.

కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, దీనిలో స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది. అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా ఈ ఛార్జ్ ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదాలైన πιέζειν (పీజీన్) నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్" మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే "అంబర్", ఇది విద్యుత్ చార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇది అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, దీనిని విలోమ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

1880లో, ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు జాక్వెస్ మరియు పియరీ క్యూరీ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నారు మరియు ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లతో సహా అనేక ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం దీనిని ఉపయోగించారు. , అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకస్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలను డ్రైవ్ చేయండి. ఇది అణువుల స్థాయిలో చిత్రాలను పరిష్కరించడానికి ఉపయోగించే ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కాన్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌ల కోసం పికప్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది వంట మరియు తాపన పరికరాలలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడం, టార్చ్‌లు, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం వంటి రోజువారీ ఉపయోగాలలో కూడా కనుగొనబడుతుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా ఒక పదార్థం విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు. ఈ ప్రభావాన్ని 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ అధ్యయనం చేశారు, రెనే హౌయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు, వారు యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు, అయినప్పటికీ వారి ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ యొక్క దృశ్యం సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించిన వారి జ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలపడం వల్ల పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనా మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగల సామర్థ్యం ఏర్పడింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది. రోషెల్ ఉప్పు నుండి సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శిస్తాయి మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ వైకల్యంతో వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయినప్పటికీ ఇది క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంది.

1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మన్‌చే ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాల నుండి కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మరియు దాని గణిత తగ్గింపు యొక్క అంచనాను రూపొందించారు. క్యూరీలు వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో- యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో యాంత్రిక వైకల్యాలు. దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీలచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. ఇది వోల్‌డెమర్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది, ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణను ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల యొక్క ఈ ఆచరణాత్మక అనువర్తనం మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధికి దారితీసింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువు యొక్క దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. వారు ఈ సోనార్‌ను విజయవంతం చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు మరియు ప్రాజెక్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలపై తీవ్ర అభివృద్ధి మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

రెనే హాయ్ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, ఇది స్ఫటికాలు, సిరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధమైన పదార్థాలు వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలు, అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ చార్జ్‌ను కూడబెట్టినప్పుడు సంభవిస్తుంది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్రీకు పదం 'పీజీన్' నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం 'స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్' మరియు 'ఎలక్ట్రాన్', అంటే 'అంబర్', ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య నుండి వస్తుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని లేదా అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం ఫలితంగా ఏర్పడే అంతర్గత తరం యాంత్రిక ఒత్తిడిని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, స్ఫటికాలు బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేసినప్పుడు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, ఫలితంగా విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మరియు అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కనుగొన్నారు. ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజీ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో సహా అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఈ ప్రభావం ఉపయోగించబడింది. మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు, డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్‌లు మరియు అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ ఆప్టికల్ అసెంబ్లీలు వంటివి. ఇది అణువుల స్కేల్‌పై చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌ల కోసం పికప్‌లలో మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌ల కోసం ట్రిగ్గర్‌లలో కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడుతుంది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మొదటిసారిగా 18వ శతాబ్దం మధ్యలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్ చేత అధ్యయనం చేయబడింది, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హౌ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. అయితే, ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క జ్ఞానం మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలిపి, ఇది పైరోఎలెక్ట్రిసిటీని అంచనా వేయడానికి మరియు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి దారితీసింది. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో ఇది ప్రదర్శించబడింది. సోడియం పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. స్కాట్లాండ్ మ్యూజియంలో క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఈ ప్రభావం చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంది, ఇది ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని చూపింది.

పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ సోదరులు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందారు. పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో ఇది ఒక కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు దశాబ్దాలుగా, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. ఈ పని పైజో ఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించింది మరియు నిర్వచించింది, వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది.

క్యూరీలు సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని వెంటనే ధృవీకరించారు మరియు సంభాషణ ప్రభావం యొక్క ప్రాథమిక ఉష్ణగతిక సూత్రాలను గణితశాస్త్రంలో తగ్గించారు. ఇది 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్ చేత చేయబడింది. మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో సోనార్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి పీజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించే హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించవచ్చు.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తర్వాత బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్ ద్వారా పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాల వినియోగాన్ని మరింత అభివృద్ధి చేశారు. రేడియో టెలిఫోనీ ఇంజినీరింగ్ విభాగంలో పనిచేస్తున్న ఫ్రెడరిక్ R. లాక్, అనేక రకాల ఉష్ణోగ్రతలలో పనిచేసే ఒక కట్ క్రిస్టల్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. లాక్స్ క్రిస్టల్‌కు మునుపటి స్ఫటికాల యొక్క భారీ ఉపకరణాలు అవసరం లేదు, విమానంలో దాని వినియోగాన్ని సులభతరం చేసింది. ఈ పరిణామం మిత్రరాజ్యాల వైమానిక దళాలను ఏవియేషన్ రేడియోను ఉపయోగించి సమన్వయంతో కూడిన సామూహిక దాడులలో పాల్గొనడానికి అనుమతించింది. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు మరియు మెటీరియల్‌ల అభివృద్ధి సంస్థలను ఈ రంగంలో యుద్ధకాల ప్రారంభాన్ని అభివృద్ధి చేయడంలో ఉంచింది మరియు కొత్త మెటీరియల్‌ల కోసం లాభదాయకమైన పేటెంట్‌లను పొందడంలో ఆసక్తులు ఉన్నాయి. క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలు వాణిజ్యపరంగా పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థంగా ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు శాస్త్రవేత్తలు అధిక పనితీరు పదార్థాల కోసం శోధించారు. మెటీరియల్‌లో పురోగతి మరియు తయారీ ప్రక్రియల పరిపక్వత ఉన్నప్పటికీ, యునైటెడ్ స్టేట్స్

గాబ్రియేల్ లిప్మన్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, దీనిలో స్ఫటికాలు, సెరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది. ఇది విలోమ సమరూపత కలిగిన పదార్థాలలో యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క ఫలితం. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని మొదటిసారిగా 1880లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ కనుగొన్నారు.

ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్ మరియు అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తితో సహా వివిధ రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ ఉపయోగించబడింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది గ్రీకు పదాలైన πιέζειν (పీజీన్) నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం "పిండి లేదా నొక్కడం" మరియు ἤλεκτρον (ēlektron) అంటే "అంబర్", ఇది విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క పురాతన మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, దీనిలో విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క అప్లికేషన్ నుండి యాంత్రిక జాతి యొక్క అంతర్గత తరం ఏర్పడుతుంది. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, ఈ ప్రక్రియను విలోమ పిజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అంటారు. అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఈ ప్రక్రియను ఉపయోగించవచ్చు.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలం నుండి అధ్యయనం చేయబడింది, కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్, రెనే హౌ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ యొక్క జ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి, యాంత్రిక ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించారు. అయితే, ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క మిళిత జ్ఞానం మరియు అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల యొక్క అవగాహన పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనాకు దారితీసే వరకు పరిశోధకులు క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయగలిగారు. టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంతో ఇది నిరూపించబడింది.

గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్, 1881లో, కన్వర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ యొక్క ప్రాథమిక థర్మోడైనమిక్ సూత్రాలను గణితశాస్త్రంలో తగ్గించారు. క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు.

దశాబ్దాలుగా, పియరీ మరియు మేరీ క్యూరీచే పొలోనియం మరియు రేడియంలను కనుగొనడంలో కీలకమైన సాధనంగా మారే వరకు పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి వారి పని వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణలో ముగిసింది. ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణతో పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల ఆచరణాత్మక అనువర్తనం మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో సోనార్ అభివృద్ధితో ప్రారంభమైంది. పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను స్టీల్ ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, తిరిగి వచ్చిన ప్రతిధ్వనిని గుర్తించే హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేయడం ద్వారా మరియు ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించగలిగారు. సోనార్ కోసం పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించడం విజయవంతమైంది మరియు ఈ ప్రాజెక్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలలో తీవ్ర అభివృద్ధి ఆసక్తిని సృష్టించింది. దశాబ్దాలుగా, కొత్త పైజోఎలెక్ట్రిక్ పదార్థాలు మరియు ఈ పదార్థాల కోసం కొత్త అప్లికేషన్లు అన్వేషించబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. పియజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలు వివిధ రంగాలలో గృహాలను కనుగొన్నాయి, ఇవి ప్లేయర్ డిజైన్‌ను సరళీకృతం చేసిన సిరామిక్ ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌లు మరియు చౌకైన, ఖచ్చితమైన రికార్డ్ ప్లేయర్‌లను నిర్వహించడానికి చౌకగా మరియు సులభంగా నిర్మించడానికి, స్నిగ్ధత మరియు ద్రవాల స్థితిస్థాపకతను సులభంగా కొలవడానికి అనుమతించే అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల అభివృద్ధి వరకు. మరియు ఘనపదార్థాలు, మెటీరియల్ పరిశోధనలో భారీ పురోగమనాలకు దారితీశాయి. అల్ట్రాసోనిక్ టైమ్ డొమైన్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌లు ఒక పదార్థంలోకి అల్ట్రాసోనిక్ పల్స్‌ను పంపుతాయి మరియు తారాగణం మెటల్ మరియు రాతి వస్తువులలో లోపాలను కనుగొనడానికి ప్రతిబింబాలు మరియు నిలిపివేతలను కొలుస్తాయి, నిర్మాణ భద్రతను మెరుగుపరుస్తాయి.

రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం తరువాత, యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా మరియు జపాన్‌లోని స్వతంత్ర పరిశోధనా బృందాలు ఫెర్రోఎలెక్ట్రిక్స్ అని పిలువబడే కృత్రిమ పదార్థాల యొక్క కొత్త తరగతిని కనుగొన్నాయి, ఇవి సహజ పదార్థాల కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను ప్రదర్శించాయి. ఇది బేరియం టైటనేట్ మరియు తరువాత లీడ్ జిర్కోనేట్ టైటనేట్, నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం నిర్దిష్ట లక్షణాలతో కూడిన పదార్థాలను అభివృద్ధి చేయడానికి తీవ్రమైన పరిశోధనలకు దారితీసింది. పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాల వినియోగానికి ఒక ముఖ్యమైన ఉదాహరణ అభివృద్ధి చేయబడింది

వోల్డెమార్ వోయిగ్ట్

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ దృగ్విషయం, దీనిలో స్ఫటికాలు, సెరామిక్స్ మరియు ఎముక మరియు DNA వంటి జీవసంబంధ పదార్థం వంటి కొన్ని ఘన పదార్థాలలో విద్యుత్ ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది. ఈ ఛార్జ్ అనువర్తిత యాంత్రిక ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందనగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. పియజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనే పదం గ్రీకు పదం "పీజీన్" నుండి ఉద్భవించింది, దీని అర్థం "స్క్వీజ్ లేదా ప్రెస్" మరియు "ఎలెక్ట్రాన్", అంటే "అంబర్", ఇది పురాతన విద్యుత్ ఛార్జ్ యొక్క మూలం.

పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం విలోమ సమరూపతతో స్ఫటికాకార పదార్థాల యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ స్థితుల మధ్య సరళ ఎలక్ట్రోమెకానికల్ పరస్పర చర్య ఫలితంగా ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రభావం రివర్సిబుల్, అంటే పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే పదార్థాలు రివర్స్ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కూడా ప్రదర్శిస్తాయి, ఇక్కడ యాంత్రిక ఒత్తిడి యొక్క అంతర్గత ఉత్పత్తి అనువర్తిత విద్యుత్ క్షేత్రం నుండి వస్తుంది. ఉదాహరణకు, సీసం జిర్కోనేట్ టైటానేట్ స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన నిర్మాణం దాని అసలు పరిమాణం నుండి వైకల్యం చెందినప్పుడు కొలవగల పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం వర్తించినప్పుడు స్ఫటికాలు వాటి స్థిరమైన కోణాన్ని మార్చగలవు, ఈ దృగ్విషయాన్ని విలోమ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అని పిలుస్తారు, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ తరంగాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ 1880లో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని కనుగొన్నారు. అప్పటి నుండి పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అనేక రకాల ఉపయోగకరమైన అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడింది, వీటిలో ధ్వని ఉత్పత్తి మరియు గుర్తింపు, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్, అధిక వోల్టేజ్ విద్యుత్ ఉత్పత్తి, క్లాక్ జనరేటర్లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు ఉన్నాయి. ఆప్టికల్ అసెంబ్లీల అల్ట్రాఫైన్ ఫోకసింగ్ కోసం మైక్రోబ్యాలెన్స్‌లు మరియు డ్రైవ్ అల్ట్రాసోనిక్ నాజిల్ వంటివి. ఇది అణువుల స్కేల్‌పై చిత్రాలను పరిష్కరించగల ప్రోబ్ మైక్రోస్కోప్‌లను స్కానింగ్ చేయడానికి కూడా ఆధారం. అదనంగా, ఎలక్ట్రానిక్‌గా విస్తరించిన గిటార్‌లలో పికప్‌లు మరియు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్ డ్రమ్‌లలో ట్రిగ్గర్లు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి.

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ వంట మరియు తాపన పరికరాలలో, టార్చెస్, సిగరెట్ లైటర్లు మరియు మరిన్నింటిలో గ్యాస్‌ను మండించడానికి స్పార్క్‌లను ఉత్పత్తి చేయడంలో రోజువారీ ఉపయోగాలను కనుగొంటుంది. ఉష్ణోగ్రత మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా ఒక పదార్థం విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పైరోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, 18వ శతాబ్దం మధ్యకాలంలో కార్ల్ లిన్నెయస్ మరియు ఫ్రాంజ్ ఎపినస్‌లచే అధ్యయనం చేయబడింది, మెకానికల్ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రతిపాదించిన రెనే హౌ మరియు ఆంటోయిన్ సీజర్ బెక్వెరెల్ నుండి జ్ఞానాన్ని పొందారు. ఒత్తిడి మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్. ఈ సంబంధాన్ని నిరూపించే ప్రయోగాలు అసంపూర్తిగా నిరూపించబడ్డాయి.

స్కాట్లాండ్‌లోని హంటేరియన్ మ్యూజియంలోని క్యూరీ కాంపెన్సేటర్‌లోని పియెజో క్రిస్టల్ యొక్క దృశ్యం సోదరులు పియరీ మరియు జాక్వెస్ క్యూరీ ద్వారా ప్రత్యక్ష పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క ప్రదర్శన. పైరోఎలెక్ట్రిసిటీకి సంబంధించిన వారి పరిజ్ఞానాన్ని అంతర్లీన స్ఫటిక నిర్మాణాల అవగాహనతో కలపడం వల్ల పైరోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క అంచనా ఏర్పడింది, ఇది టూర్మాలిన్, క్వార్ట్జ్, పుష్యరాగం, చెరకు చక్కెర మరియు రోచెల్ ఉప్పు వంటి స్ఫటికాల ప్రభావంలో వారు ప్రదర్శించిన క్రిస్టల్ ప్రవర్తనను అంచనా వేయడానికి వీలు కల్పించింది. . సోడియం మరియు పొటాషియం టార్ట్రేట్ టెట్రాహైడ్రేట్ మరియు క్వార్ట్జ్ కూడా పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించాయి మరియు వైకల్యంతో ఉన్నప్పుడు వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ డిస్క్ ఉపయోగించబడింది. క్యూరీస్ ప్రదర్శనలో ఆకారంలో ఈ మార్పు చాలా అతిశయోక్తిగా ఉంది మరియు వారు సంభాషణ పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేశారు. 1881లో గాబ్రియేల్ లిప్‌మాన్‌చే ప్రాథమిక థర్మోడైనమిక్ సూత్రాల నుండి సంభాషణ ప్రభావం గణితశాస్త్రపరంగా తీసివేయబడింది.

క్యూరీస్ వెంటనే సంభాషణ ప్రభావం ఉనికిని నిర్ధారించారు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్ఫటికాలలో ఎలక్ట్రో-ఎలాస్టో-మెకానికల్ డిఫార్మేషన్స్ యొక్క పూర్తి రివర్సిబిలిటీ యొక్క పరిమాణాత్మక రుజువును పొందడం కొనసాగించారు. తరువాతి దశాబ్దాలలో, పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది ఒక ప్రయోగశాల ఉత్సుకతగా మిగిలిపోయింది, పియరీ మేరీ క్యూరీ ద్వారా పొలోనియం మరియు రేడియంను కనుగొనడంలో ఇది ఒక కీలకమైన సాధనంగా మారింది, అతను దానిని పియజోఎలెక్ట్రిసిటీని ప్రదర్శించే క్రిస్టల్ నిర్మాణాలను అన్వేషించడానికి మరియు నిర్వచించడానికి ఉపయోగించాడు. ఇది వోల్‌డెమర్ వోయిగ్ట్ యొక్క లెహర్‌బుచ్ డెర్ క్రిస్టల్‌ఫిసిక్ (క్రిస్టల్ ఫిజిక్స్ యొక్క పాఠ్య పుస్తకం) ప్రచురణతో ముగిసింది, ఇది పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ సామర్థ్యం గల సహజ క్రిస్టల్ తరగతులను వివరించింది మరియు టెన్సర్ విశ్లేషణను ఉపయోగించి పైజోఎలెక్ట్రిక్ స్థిరాంకాలను కఠినంగా నిర్వచించింది.

ఇది మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో అభివృద్ధి చేయబడిన సోనార్ వంటి పైజోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాల యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనానికి దారితీసింది. ఫ్రాన్స్‌లో, పాల్ లాంగెవిన్ మరియు అతని సహోద్యోగులు అల్ట్రాసోనిక్ సబ్‌మెరైన్ డిటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ డిటెక్టర్‌లో సన్నని క్వార్ట్జ్ స్ఫటికాలతో తయారు చేయబడిన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను ఉక్కు ప్లేట్‌లకు జాగ్రత్తగా అతుక్కొని, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ నుండి అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత తిరిగి వచ్చే ప్రతిధ్వనిని గుర్తించడానికి హైడ్రోఫోన్ ఉంటుంది. ఒక వస్తువు నుండి బౌన్స్ అయ్యే ధ్వని తరంగాల ప్రతిధ్వనిని వినడానికి పట్టే సమయాన్ని కొలవడం ద్వారా, వారు వస్తువుకు దూరాన్ని లెక్కించవచ్చు. వారు ఈ సోనార్‌ను విజయవంతం చేయడానికి పైజోఎలెక్ట్రిసిటీని ఉపయోగించారు మరియు ప్రాజెక్ట్ తీవ్ర అభివృద్ధిని మరియు ఆసక్తిని సృష్టించింది.

ముఖ్యమైన సంబంధాలు

• పైజోఎలెక్ట్రిక్ యాక్యుయేటర్లు: పైజోఎలెక్ట్రిక్ యాక్యుయేటర్లు విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక చలనంగా మార్చే పరికరాలు. అవి సాధారణంగా రోబోటిక్స్, వైద్య పరికరాలు మరియు ఖచ్చితమైన చలన నియంత్రణ అవసరమయ్యే ఇతర అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.
• పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లు: ఒత్తిడి, త్వరణం మరియు కంపనం వంటి భౌతిక పారామితులను కొలవడానికి పైజోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లు ఉపయోగించబడతాయి. వారు తరచుగా పారిశ్రామిక మరియు వైద్య అనువర్తనాల్లో, అలాగే వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు.
• ప్రకృతిలో పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ: పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది కొన్ని పదార్థాలలో సహజంగా సంభవించే దృగ్విషయం మరియు అనేక జీవులలో కనిపిస్తుంది. కొన్ని జీవులు తమ వాతావరణాన్ని గ్రహించడానికి మరియు ఇతర జీవులతో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి దీనిని ఉపయోగిస్తారు.

ముగింపు

పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ అనేది సోనార్ నుండి ఫోనోగ్రాఫ్ కాట్రిడ్జ్‌ల వరకు వివిధ రకాల అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడే అద్భుతమైన దృగ్విషయం. ఇది 1800ల మధ్యకాలం నుండి అధ్యయనం చేయబడింది మరియు ఆధునిక సాంకేతికత అభివృద్ధిలో గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపింది. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్ పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ యొక్క చరిత్ర మరియు ఉపయోగాలను అన్వేషించింది మరియు ఆధునిక సాంకేతికత అభివృద్ధిలో ఈ దృగ్విషయం యొక్క ప్రాముఖ్యతను హైలైట్ చేసింది. పైజోఎలెక్ట్రిసిటీ గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి ఆసక్తి ఉన్నవారికి, ఈ పోస్ట్ గొప్ప ప్రారంభ స్థానం.

నేను జూస్ట్ నస్సెల్డర్, Neaera వ్యవస్థాపకుడు మరియు కంటెంట్ మార్కెటర్, నాన్న మరియు నా అభిరుచికి మూలమైన గిటార్‌తో కొత్త పరికరాలను ప్రయత్నించడం ఇష్టం, మరియు నా బృందంతో కలిసి, నేను 2020 నుండి లోతైన బ్లాగ్ కథనాలను రూపొందిస్తున్నాను. రికార్డింగ్ మరియు గిటార్ చిట్కాలతో విశ్వసనీయ పాఠకులకు సహాయం చేయడానికి.

యూట్యూబ్‌లో నన్ను తనిఖీ చేయండి నేను ఈ గేర్‌లన్నింటినీ ప్రయత్నిస్తాను:

సబ్స్క్రయిబ్