压电是某些材料在受到机械应力时产生电能的能力，反之亦然。 这个词来自希腊语 piezo，意思是压力和电力。 它于 1880 年首次被发现，但这个概念早已为人所知。
压电现象最著名的例子是石英，但许多其他材料也表现出这种现象。 压电最常见的用途是产生超声波。
在这篇文章中，我将讨论压电是什么、它是如何工作的，以及这一惊人现象的许多实际应用中的一些。
什么是压电性？
压电是某些材料响应施加的机械应力而产生电荷的能力。 它是具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 压电材料可用于产生高压电、时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声喷嘴和超精细聚焦光学组件。
压电材料包括晶体、某些陶瓷、骨骼和 DNA 等生物物质以及蛋白质。 当对压电材料施加力时，它会产生电荷。 然后，该电荷可用于为设备供电或产生电压。
压电材料用于各种应用，包括：
• 声音的产生和检测
• 压电喷墨打印
• 产生高压电
• 时钟发生器
• 电子设备
• 微量天平
• 驱动超声波喷嘴
• 超精细聚焦光学组件
• 拾音器 用于电子扩音吉他
• 现代电子鼓触发器
• 产生火花以点燃气体
• 烹饪和加热设备
• 手电筒和打火机。
压电的历史是怎样的？
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电现象。 它是响应施加的机械应力而在某些固体材料（如晶体、陶瓷和生物物质）中积累的电荷。 “压电”一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压”或“按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。
居里夫妇对热释电的知识和对底层晶体结构的理解相结合，产生了对热释电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。
压电已被用于许多有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨印刷、高压电的产生、时钟发生器和电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴、光学组件的超精细聚焦，以及形成扫描探针显微镜在原子尺度上解析图像的基础。
压电也有日常用途，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机中的气体，以及热释电效应，其中材料响应温度变化而产生电势。
第一次世界大战期间声纳的发展见证了贝尔电话实验室开发的压电晶体的使用。 这使得盟军空军能够使用航空无线电进行协调的大规模攻击。 美国压电器件和材料的发展使公司在利益领域的战时发展中保持有利可图的新材料专利。
日本看到了美国压电产业的新应用和成长，迅速发展了自己的产业。 他们迅速共享信息并开发了钛酸钡和后来的锆钛酸铅材料，这些材料具有适合特定应用的特定性能。
自 1880 年被发现以来，压电技术已经取得了长足的进步，现在被用于各种日常应用中。 它还被用于材料研究方面的进步，例如超声波时域反射计，它通过材料发送超声波脉冲以测量反射和不连续性，以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
压电是如何工作的
在本节中，我将探讨压电的工作原理。 我将研究固体中的电荷积累、线性机电相互作用以及构成这种现象的可逆过程。 我还将讨论压电的历史及其应用。
固体中的电荷积累
压电是在某些固体材料中积累的电荷，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是对施加的机械应力的反应，它的名字来自希腊语单词“piezein”（挤压或按压）和“ēlektron”（琥珀色）。
压电效应源于具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，即施加的电场会在内部产生机械应变。 产生可测量压电性的材料示例包括锆钛酸铅晶体。
法国物理学家皮埃尔和雅克居里于 1880 年发现了压电性。此后压电性被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和微量天平等电子设备并驱动超声波喷嘴用于光学组件的超精细聚焦。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电还用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电技术的日常用途包括产生火花以点燃气体、烹饪和加热设备、手电筒、点烟器以及热释电效应，其中材料响应温度变化而产生电势。 Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 在 18 世纪中叶研究了这一点，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系。 实验证明没有定论。
位于苏格兰亨特博物馆的居里补偿器中的压电晶体展示了直接压电效应。 皮埃尔居里和雅克居里兄弟将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，从而提出了对热电的预测。 他们能够预测晶体行为，并证明了对电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的影响。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性。 压电圆盘在变形时会产生电压，居里夫妇的演示中极大地夸大了形状的变化。
他们能够预测逆压电效应，逆压电效应由加布里埃尔·李普曼于 1881 年从数学上推导出来。压电晶体的机械变形。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并通过张量分析严格定义了压电常数。 这就是压电器件的实际应用，声纳是在第一次世界大战期间开发出来的。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。
检测器由一个 传感器 由薄石英晶体制成，小心地粘在钢板上，还有一个水听器来检测返回的回声。 通过发射高 频率 通过从换能器发出脉冲并测量听到声波从物体反射回来的回声所花费的时间，他们能够计算出到物体的距离。 他们使用压电技术使声纳取得成功，该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。 几十年来，新的压电材料和材料的新应用得到探索和开发，压电器件在各个领域都有应用。 陶瓷留声机墨盒简化了播放器设计，并制造出廉价而准确的唱机，维护成本更低，制造更容易。
超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。
线性机电相互作用
压电是某些材料在受到机械应力时产生电荷的能力。 这个词源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压或按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，这是一种古老的电荷来源。
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电现象。 它基于具有反演对称性的晶体材料的机械和电状态之间的线性机电相互作用。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也表现出逆压电效应，由此在内部产生机械应变是由施加的电场引起的。 当从其静态结构变形时产生可测量压电性的材料示例包括锆钛酸铅晶体。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，这被称为逆压电效应，用于产生超声波。
压电已被用于各种有用的应用，例如：
• 声音的产生和检测
• 压电喷墨打印
• 产生高压电
• 时钟发生器
• 电子设备
• 微量天平
• 驱动超声波喷嘴
• 超精细聚焦光学组件
• 构成扫描探针显微镜的基础，以解析原子尺度的图像
• 电子扩音吉他的拾音器
• 现代电子鼓中的触发器
• 产生火花以点燃烹饪和加热设备中的气体
• 手电筒和打火机
压电在热电效应中也有日常用途，热电效应是一种响应温度变化而产生电势的材料。 Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 在 18 世纪中叶研究了这一点，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系。 然而，实验证明没有定论。
在苏格兰亨特博物馆看到的居里补偿器中的压电晶体展示了直接压电效应。 正是皮埃尔和雅克居里兄弟的工作探索并定义了表现出压电性的晶体结构，最终出版了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）。 这描述了具有压电性的天然晶体类别，并通过张量分析严格定义了压电常数，从而导致了压电器件的实际应用。
声纳是在第一次世界大战期间开发的，当时法国的保罗朗之万和他的同事开发了一种超声波潜艇探测器。 该探测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个水听器组成，换能器由小心地粘在钢板上的薄石英晶体制成，用于检测从换能器发出高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体弹回的回声所需的时间，他们能够利用压电效应计算出物体的距离。 几十年来，随着新的压电材料和这些材料的新应用的探索和开发，这个项目的成功引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。 压电设备在许多领域都有用武之地，例如陶瓷留声机盒，它简化了播放器的设计，使唱机更便宜、更准确，制造和维护更便宜、更容易。
超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。 第二次世界大战后，美国、俄罗斯和日本的独立研究小组发现了一类称为铁电体的新型合成材料，其压电常数比天然材料高出许多倍。 这导致了对钛酸钡和后来的锆钛酸铅的深入研究，这些材料具有针对特定应用的特定性能。
第二次世界大战后，贝尔电话实验室开发了使用压电晶体的一个重要例子。 Frederick R. Lack，在无线电话工程部门工作，
可逆过程
压电是在某些固体材料中积累的电荷，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 这是这些材料对施加的机械应力的响应。 “压电”一词来自希腊语“piezein”，意思是“挤压”或“按压”，“ēlektron”意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。 产生可测量压电性的材料示例包括锆钛酸铅晶体。 当这些晶体的静态结构变形时，它们会恢复到原来的尺寸，反之，当施加外部电场时，它们会改变静态尺寸，从而产生超声波。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电性。此后压电性已被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电也用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电技术也有日常用途，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus、Franz Aepinus 和 René Haüy 利用琥珀知识研究了热释电效应，其中材料会根据温度变化产生电势。 安托万·塞萨尔·贝克勒尔 (Antoine César Becquerel) 假设了机械应力与电荷之间的关系，但实验证明尚无定论。
格拉斯哥亨特博物馆的参观者可以看到压电晶体居里补偿器，这是皮埃尔和雅克居里兄弟展示的直接压电效应。 将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，产生了对热电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 居里夫妇大大夸大了这种形状的变化，以预测逆压电效应。 加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出了相反的效果。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。 这描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。
声纳等压电设备的实际应用是在第一次世界大战期间开发的。在法国，保罗朗之万和他的同事开发了一种超声波潜艇探测器。 该检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个用于检测返回回波的水听器组成。 通过从换能器发射高频脉冲并测量听到声波从物体反射回声所需的时间，他们能够计算出物体的距离。 他们利用压电效应使这种声纳取得了成功。 该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣，并且在过去的几十年中探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用。 压电装置
什么导致压电？
在本节中，我将探索压电的起源以及表现出这种现象的各种材料。 我将研究希腊词“piezein”、电荷的古老来源和热电效应。 我还将讨论皮埃尔和雅克居里的发现以及 20 世纪压电设备的发展。
希腊词 Piezein
压电是电荷在某些固体材料中的积累，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是由这些材料对施加的机械应力的响应引起的。 压电这个词来自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“ēlektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由施加的电场引起的内部机械应变的产生。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，这被称为逆压电效应，是超声波的产生。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电现象。压电效应已被用于许多有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和微量天平等电子设备、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电也用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电有日常用途，例如产生火花来点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，即响应温度变化而产生的电势，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷。 实验证明没有定论。
在苏格兰的博物馆，参观者可以看到压电晶体居里补偿器，这是皮埃尔和雅克居里兄弟展示的直接压电效应。 将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，产生了对热电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钾钠四水合物和来自罗谢尔盐的石英表现出压电性，压电盘在变形时产生电压。 这种形状的变化在居里夫妇的示范中被大大夸大了。
居里夫妇继续获得压电晶体中电弹性机械变形完全可逆性的定量证据。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。 这描述了具有压电性的天然晶体类，并通过张量分析严格定义了压电常数。
压电的这种实际应用导致了第一次世界大战期间声纳的发展。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了一种超声波潜艇探测器。 检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器组成，该换能器被小心地粘在钢板上，称为水听器，用于检测发射高频脉冲后返回的回波。 换能器测量听到从物体反射回来的声波回声所花费的时间，从而计算出物体的距离。 压电在声纳中的应用取得了成功，几十年来该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用，压电设备在许多领域都有用武之地，例如陶瓷留声机唱头，它简化了播放器的设计，并制造出更便宜、更准确、维护更便宜、更容易的唱机建造。 的发展
电荷的古老来源
压电是在某些固体材料中积累的电荷，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是由材料对施加的机械应力的响应引起的。 “压电”一词来自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由施加的电场引起的内部机械应变的产生。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会以逆压电效应改变其静态尺寸，从而产生超声波。
1880年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电效应。 它被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨印刷、高压电的产生、时钟发生器，以及微量天平和用于光学组件超精细聚焦的驱动超声波喷嘴等电子设备。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。 压电也用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电技术在日常生活中用于产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中期，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，即响应温度变化而产生的电势，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们提出了机械应力和电荷。 然而，他们的实验证明没有定论。
苏格兰亨特博物馆的压电晶体和居里补偿器展示了直接压电效应。 正是皮埃尔和雅克居里兄弟的工作探索并定义了表现出压电性的晶体结构，最终出版了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）。 这描述了具有压电性的天然晶体类别，并通过张量分析严格定义了压电常数，从而为压电器件的实际应用提供了条件。
声纳是在第一次世界大战期间由法国的保罗朗之万和他的同事开发的，他们开发了一种超声波潜艇探测器。 探测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个用于检测返回回波的水听器组成。 通过从换能器发射高频脉冲并测量听到声波从物体反射回声所需的时间，他们能够计算出到物体的距离。 他们利用压电效应使这种声纳取得了成功。 几十年来，该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
热电
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 它是具有反演对称性的晶体材料的机械和电状态之间的线性机电相互作用。 “压电”一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及希腊语“ēlektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由法国物理学家雅克和皮埃尔居里于1880年发现的。它是一个可逆过程，即表现出压电效应的材料同时表现出逆压电效应，即在施加电场时内部产生机械应变。 产生可测量压电性的材料示例包括锆钛酸铅晶体。 当静态结构变形时，它会恢复到原来的尺寸。 反之，当外加电场时，产生逆压电效应，从而产生超声波。
压电效应被用于许多有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器以及微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件等电子设备。 它也是扫描探针显微镜的基础，用于解析原子尺度的图像。 压电还用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电有日常用途，例如产生火花来点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 利用 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识研究了热释电效应，即响应温度变化而产生的电势机械应力和电荷之间。 然而，实验证明没有定论。
位于苏格兰居里补偿器博物馆的压电晶体展示了直接压电效应。 皮埃尔居里和雅克居里兄弟将他们对热电的知识和对底层晶体结构的理解相结合，从而加深了对热电的理解并预测了晶体行为。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 发现酒石酸钾钠四水合物和石英表现出压电性，用压电圆盘在变形时产生电压。 这被居里夫妇大大夸大以预测逆压电效应。 加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出了相反的效果。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 在随后的几十年里，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。
声纳的开发取得了成功，该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。 在随后的几十年里，新的压电材料和这些材料的新应用被探索和开发。 压电设备在许多领域都有用武之地，例如陶瓷留声机盒，它简化了播放器的设计，并制造出更便宜、更准确的电唱机，维护成本更低，制造更容易。 超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
第二次世界大战后，美国、俄罗斯和日本的独立研究小组发现了一类称为铁电体的新型合成材料，其压电常数与
压电材料
在本节中，我将讨论表现出压电效应的材料，压电效应是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 我将研究晶体、陶瓷、生物物质、骨骼、DNA 和蛋白质，以及它们如何对压电效应做出反应。
水晶
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 压电这个词源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压”或“按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。 压电材料包括晶体、陶瓷、生物物质、骨骼、DNA 和蛋白质。
压电是具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。 产生可测量压电性的材料的例子包括锆钛酸铅晶体，它可以变形到它们的原始尺寸，或者相反，当施加外部电场时改变它们的静态尺寸。 这被称为逆压电效应，用于产生超声波。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电现象。压电效应已被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器以及诸如此类的电子设备作为微量天平、驱动超声喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。 压电拾音器还用于电子放大吉他和现代电子鼓中的触发器。
压电技术在日常生活中用于产生火花以点燃烹饪和加热设备以及手电筒和打火机中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，即响应温度变化而产生的电势，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设机械应力和电荷。 证明该理论的实验尚无定论。
位于苏格兰亨特博物馆的居里补偿器中的压电晶体展示了直接压电效应。 皮埃尔居里和雅克居里兄弟将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，从而提出了对热电的预测。 他们能够预测晶体行为，并证明了对电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的影响。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性。 压电盘在变形时产生电压； 形状的变化在居里夫妇的示范中被大大夸大了。
他们还能够预测逆压电效应，并从数学上推导出其背后的基本热力学原理。 加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年做到了这一点。居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。
压电器件在声纳中的实际应用是在第一次世界大战期间开发的。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 该检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器组成，该换能器被小心地粘在钢板上，称为水听器，用于检测发射高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体反射回来的回声所需的时间，他们能够计算出到物体的距离。 这种压电在声纳中的应用取得了成功，该项目在过去几十年中引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
陶瓷
压电材料是响应施加的机械应力而积累电荷的固体。 压电源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压”或“按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。 压电材料用于各种应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印以及高压电的产生。
压电材料存在于晶体、陶瓷、生物物质、骨骼、DNA 和蛋白质中。 陶瓷是日常应用中最常用的压电材料。 陶瓷由金属氧化物的组合制成，例如锆钛酸铅 (PZT)，将其加热到高温以形成固体。 陶瓷非常耐用，可以承受极端温度和压力。
压电陶瓷有多种用途，包括：
• 产生火花以点燃烹饪和加热设备（例如手电筒和打火机）的气体。
• 产生用于医学成像的超声波。
• 为时钟发生器和电子设备产生高压电。
• 生成用于精密称量的微量天平。
• 驱动超声波喷嘴用于光学组件的超精细聚焦。
• 构成扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上分辨图像。
• 电子扩音吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电陶瓷的应用范围很广，从消费电子产品到医学成像。 它们非常耐用，可以承受极端温度和压力，使其成为各种行业的理想选择。
生物物质
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 它源自希腊词“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“ēlektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
骨骼、DNA 和蛋白质等生物物质都属于具有压电性的材料。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，即由施加的电场在内部产生的机械应变。 这些材料的例子包括锆钛酸铅晶体，当它们的静态结构从其原始尺寸变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会改变其静态尺寸，通过逆压电效应产生超声波。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电现象。此后，它已被用于各种有用的应用，例如：
• 声音的产生和检测
• 压电喷墨打印
• 产生高压电
• 时钟发生器
• 电子设备
• 微量天平
• 驱动超声波喷嘴
• 超精细聚焦光学组件
• 构成扫描探针显微镜的基础
• 解析原子尺度的图像
• 电子扩音吉他的拾音器
• 现代电子鼓中的触发器
压电还用于日常用品，例如燃气烹饪和加热设备、手电筒、打火机等。 卡尔·林奈 (Carl Linnaeus) 和弗朗兹·埃皮努斯 (Franz Aepinus) 在 18 世纪中叶研究了热释电效应，即响应温度变化而产生的电势。 借鉴 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系，但他们的实验证明没有定论。
位于苏格兰亨特博物馆的居里补偿器中的压电晶体展示了直接压电效应。 皮埃尔居里和雅克居里兄弟结合了他们对热电的知识和对底层晶体结构的理解，从而提出了热电预测和晶体行为预测。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 居里夫妇大大夸大了这种效应，以预测逆压电效应。 加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出了相反的效果。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的“Lehrbuch der Kristallphysik”（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。
骨
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 骨头就是一种表现出这种现象的材料。
骨骼是一种由蛋白质和矿物质组成的生物物质，包括胶原蛋白、钙和磷。 它是所有生物材料中压电性最强的，在受到机械应力时能够产生电压。
骨骼中的压电效应是其独特结构的结果。 它由嵌入矿物质基质中的胶原纤维网络组成。 当骨骼受到机械应力时，胶原纤维会移动，导致矿物质极化并产生电荷。
骨骼中的压电效应有许多实际应用。 它用于医学成像，例如超声波和 X 射线成像，以检测骨折和其他异常情况。 它还用于骨传导助听器，该助听器利用压电效应将声波转换为直接发送到内耳的电信号。
骨骼中的压电效应也用于骨科植入物，例如人造关节和假肢。 植入物利用压电效应将机械能转化为电能，然后用于为设备供电。
此外，正在探索骨骼中的压电效应，以用于开发新的医疗方法。 例如，研究人员正在研究使用压电刺激骨骼生长和修复受损组织。
总体而言，骨骼中的压电效应是一种引人入胜的现象，具有广泛的实际应用。 它被用于各种医疗和技术应用，并正在探索用于开发新疗法。
的DNA
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 DNA 就是一种表现出这种效应的材料。 DNA 是一种存在于所有生物体中的生物分子，由四种核苷酸碱基组成：腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T)。
DNA 是一种复杂的分子，在受到机械应力时可用于产生电荷。 这是因为 DNA 分子由两条通过氢键连接在一起的核苷酸链组成。 当这些键断裂时，会产生电荷。
DNA 的压电效应已用于多种应用，包括：
• 为医疗植入物发电
• 检测和测量细胞中的机械力
• 开发纳米级传感器
• 创建用于 DNA 测序的生物传感器
• 产生用于成像的超声波
DNA 的压电效应也正在探索其在开发新材料（例如纳米线和纳米管）中的潜在用途。 这些材料可用于多种应用，包括储能和传感。
DNA 的压电效应已得到广泛研究，并被发现对机械应力高度敏感。 这使其成为寻求开发新材料和新技术的研究人员和工程师的宝贵工具。
总之，DNA 是一种表现出压电效应的材料，压电效应是响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 这种效应已用于多种应用，包括医疗植入物、纳米级传感器和 DNA 测序。 人们还在探索它在开发新材料（例如纳米线和纳米管）中的潜在用途。
蛋白质
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 蛋白质、晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质等压电材料都表现出这种效应。 尤其是蛋白质，它是一种独特的压电材料，因为它们由复杂的氨基酸结构组成，可以通过变形产生电荷。
蛋白质是最丰富的压电材料类型，它们以多种形式存在。 它们可以以酶、激素和抗体的形式存在，也可以以胶原蛋白和角蛋白等结构蛋白的形式存在。 蛋白质也以肌肉蛋白的形式存在，它负责肌肉收缩和放松。
蛋白质的压电效应是由于它们由复杂的氨基酸结构组成。 当这些氨基酸变形时，它们会产生电荷。 然后，这种电荷可用于为各种设备供电，例如传感器和执行器。
蛋白质还用于各种医学应用。 例如，它们用于检测体内某些蛋白质的存在，可用于诊断疾病。 它们还用于检测某些细菌和病毒的存在，可用于诊断感染。
蛋白质还用于各种工业应用。 例如，它们用于为各种工业过程创建传感器和执行器。 它们还用于制造可用于制造飞机和其他车辆的材料。
总之，蛋白质是一种独特的压电材料，可用于多种应用。 它们由复杂的氨基酸结构组成，可以变形产生电荷，用于各种医疗和工业应用。
用压电收集能量
在本节中，我将讨论如何使用压电来收集能量。 我将研究压电的各种应用，从压电喷墨打印到时钟发生器和微量天平。 我还将探索压电的历史，从皮埃尔·居里 (Pierre Curie) 的发现到它在第二次世界大战中的使用。 最后，我将讨论压电行业的现状和进一步增长的潜力。
压电喷墨打印
压电是某些材料响应施加的机械应力而产生电荷的能力。 “压电”一词源自希腊语“piezein”（挤压或按压）和“elektron”（琥珀色），这是一种古老的电荷来源。 压电材料，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质，用于各种应用。
压电用于产生高压电，作为时钟发生器，用于电子设备和微量天平。 它还用于驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 压电喷墨打印是该技术的流行应用。 这是一种使用压电晶体产生高频振动的印刷方式，用于将墨滴喷射到页面上。
压电现象的发现可以追溯到 1880 年，当时法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了这种效应。 从那时起，压电效应已被用于各种有用的应用。 压电用于日常用品，例如燃气烹饪和加热设备、手电筒、点烟器以及电子扩音吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电也用于科学研究。 它是扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。 它还用于超声波时域反射计，将超声波脉冲发送到材料中并测量反射以检测不连续性并发现铸造金属和石材物体内部的缺陷。
对更好的性能和更简单的制造过程的需求推动了压电设备和材料的发展。 在美国，商业用途石英晶体的开发一直是压电工业发展的主要因素。 相比之下，日本制造商已经能够快速共享信息和开发新应用，从而导致日本市场的快速增长。
压电技术彻底改变了我们使用能源的方式，从打火机等日常用品到先进的科学研究。 它是一项多功能技术，使我们能够探索和开发新材料和应用，并将在未来几年继续成为我们生活的重要组成部分。
高压电的产生
压电是某些固体材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 “压电”一词源自希腊语“piezein”，意为“挤压”或“按压”，“ēlektron”意为“琥珀”，一种古老的电荷来源。 压电是具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。
压电效应是一个可逆过程； 表现出压电性的材料也表现出逆压电效应，即由施加的电场产生的内部机械应变。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变它们的静态尺寸，这种现象被称为逆压电效应，用于产生超声波。
压电效应用于多种应用，包括产生高压电。 压电材料用于声音的产生和检测、压电喷墨打印、时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。
压电技术也用于日常应用，例如在烹饪和加热设备、火炬、打火机和热释电效应材料中产生火花来点燃气体，这些材料会响应温度变化产生电势。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了这种效应，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系，尽管他们的实验证明没有定论。
热释电的知识和对底层晶体结构的理解相结合，产生了对热释电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 这在居里夫妇对直接压电效应的演示中被大大夸大了。
皮埃尔和雅克居里兄弟继续获得压电晶体中电弹性机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。
压电器件的实际应用始于第一次世界大战期间声纳的发展。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 检测器包括一个换能器，该换能器由小心地粘在钢板上的薄石英晶体制成，以及一个用于检测返回回波的水听器。 通过从换能器发射高频脉冲并测量听到声波从物体反射回声所需的时间，他们能够计算出物体的距离。 他们利用压电技术使声纳取得成功，该项目在接下来的几十年里引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用。 压电设备在各个领域都有用武之地，例如陶瓷留声机盒，它简化了播放器的设计，并制造出更便宜、更准确的唱机，维护成本更低，制造更容易。 超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
第二次世界大战期间，美国、俄罗斯和日本的独立研究小组发现了一类名为 fer 的新型合成材料
时钟发生器
压电是某些材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 这种现象已被用于创建许多有用的应用程序，包括时钟发生器。 时钟发生器是利用压电现象产生具有精确定时的电信号的设备。
时钟发生器用于各种应用，例如计算机、电信和汽车系统。 它们还用于心脏起搏器等医疗设备，以确保电信号的准确计时。 时钟发生器还用于工业自动化和机器人技术，在这些领域精确计时至关重要。
压电效应基于具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料在施加电场时也会产生机械应变。 这被称为逆压电效应，用于产生超声波。
时钟发生器利用这种逆压电效应来产生具有精确定时的电信号。 压电材料在电场作用下变形，使其以特定频率振动。 然后将这种振动转换为电信号，用于生成精确的计时信号。
时钟发生器用于从医疗设备到工业自动化的各种应用。 它们可靠、准确且易于使用，使其成为许多应用的热门选择。 压电是现代技术的重要组成部分，时钟发生器只是这一现象的众多应用之一。
电子设备
压电是某些固体材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 这种称为压电效应的现象被用于各种电子设备，从电子扩音吉他的拾音器到现代电子鼓的触发器。
压电源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压”或“按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。 压电材料是晶体、陶瓷和生物物质，如骨骼和 DNA 蛋白质，它们表现出压电效应。
压电效应是具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出逆压电效应，这是由施加的电场引起的内部机械应变的产生。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变它们的静态尺寸，这种现象被称为逆压电效应，用于产生超声波。
压电现象的发现归功于法国物理学家 Pierre 和 Jacques Curie，他们在 1880 年展示了直接压电效应。他们对热释电的知识和对底层晶体结构的理解相结合，导致了对热释电效应的预测，并能够预测晶体行为通过电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的作用得到证明。
压电技术已用于各种日常应用，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备中的气体、火炬、点烟器以及响应温度变化产生电势的热释电效应材料。 Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 在 18 世纪中叶研究了这一点，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系。 然而，直到苏格兰居里补偿器博物馆的压电晶体展示了居里兄弟的直接压电效应后，实验才得出结论。
压电用于各种电子设备，从电子放大吉他的拾音器到现代电子鼓的触发器。 它还用于声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 压电也是扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。
微量天平
压电是某些固体材料响应施加的机械应力而积累电荷的能力。 压电源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压”或“按压”，以及 ἤλεκτρον (ēlektron)，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电用于各种日常应用，例如产生火花来点燃烹饪和加热设备、火炬、打火机等的气体。 它还用于声音的产生和检测，以及压电喷墨打印。
压电也用于产生高压电，是时钟发生器和微量天平等电子设备的基础。 压电也用于驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电现象。居里兄弟将他们对热电的知识和对基本晶体结构的理解相结合，提出了压电的概念。 他们能够预测晶体行为，并证明了对电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的影响。
压电效应被用于有用的应用，包括声音的产生和检测。 第一次世界大战期间声纳的发展是压电技术应用的重大突破。 第二次世界大战后，美国、俄罗斯和日本的独立研究小组发现了一类称为铁电体的新型合成材料，其压电常数比天然材料高十倍。
这导致了对钛酸钡和后来的锆钛酸铅材料的深入研究和开发，这些材料具有适合特定应用的特定性能。 第二次世界大战后，贝尔电话实验室开发了使用压电晶体的一个重要例子。
在无线电话工程部门工作的 Frederick R. Lack 开发了一种可在很宽的温度范围内工作的切割晶体。 拉克的水晶不需要以前水晶的笨重配件，方便了它在飞机上的使用。 这一发展使盟军空军能够使用航空无线电进行协调的大规模攻击。
美国压电器件和材料的开发让几家公司得以继续经营，石英晶体的开发得到了商业开发。 此后，压电材料被用于各种应用，包括医学成像、超声波清洗等。
驱动超声波喷嘴
压电是在某些固体材料（例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质）中积累的电荷。 它是对施加的机械应力的反应，源自希腊语“piezein”，意思是“挤压”或“按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加的电场而在内部产生的机械应变。 这方面的一个例子是锆钛酸铅晶体，当它们的静态结构从其原始尺寸变形时，它会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会改变其静态尺寸，从而产生逆压电效应，即产生超声波。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电性，此后它被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测。 压电技术也有日常用途，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。
Carl Linnaeus、Franz Aepinus 研究了热释电效应，即响应温度变化而产生电势的材料，18 世纪中叶从 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 那里吸取了知识，他们提出了机械应力与机械应力之间的关系电荷。 证明这一点的实验尚无定论。
位于苏格兰亨特博物馆的居里补偿器中的压电晶体展示了皮埃尔居里和雅克居里兄弟的直接压电效应。 结合他们对热释电的知识和对底层晶体结构的理解，提出了对热释电的预测，并使他们能够预测晶体行为。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 居里夫妇大大夸大了这一点，以预测逆压电效应，该效应是加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出来的。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但却是皮埃尔和玛丽居里在探索和定义具有压电性的晶体结构的工作中发现钋和镭的重要工具。 这最终导致了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并通过张量分析严格定义了压电常数。
压电器件的实际应用始于第一次世界大战期间开发的声纳。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器组成，该换能器被小心地粘在钢板上，称为水听器，用于检测发射高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体弹回的回声所需的时间，他们可以计算出物体的距离。 这种压电在声纳中的应用取得了成功，几十年来该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用，压电设备在陶瓷留声机墨盒等领域找到了用武之地，这简化了播放器的设计，并制造出更便宜、更准确、维护成本更低、更容易制造的唱机. 超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计通过材料发送超声波脉冲并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷
超精细聚焦光学组件
压电是某些材料在受到机械应力时积累电荷的能力。 它是具有反演对称性的晶体材料的电气和机械状态之间的线性机电相互作用。 压电是一个可逆过程，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。
压电已用于各种应用，包括声音的产生和检测，以及高压电的产生。 压电还用于喷墨打印、时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电现象。 压电效应在有用的应用中得到利用，例如声音的产生和检测，以及高压电的产生。 还使用压电喷墨打印，以及时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。
压电技术已经进入日常应用，例如产生火花来点燃烹饪和加热设备的气体、火炬、打火机，以及响应温度变化产生电势的热释电效应材料。 Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 在 18 世纪中叶研究了这种效应，借鉴了 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系。 实验证明没有定论。
位于苏格兰亨特博物馆的居里补偿器中的压电晶体展示了皮埃尔居里和雅克居里兄弟的直接压电效应。 结合他们对热释电的知识和对底层晶体结构的理解，他们提出了对热释电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。
酒石酸钠和钾四水合物、石英和罗谢尔盐表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压，虽然形状的变化被大大夸大了。 居里夫妇预言了逆压电效应，逆压电效应是由加布里埃尔·李普曼于 1881 年根据热力学基本原理从数学上推导出来的。压电晶体中的弹性机械变形。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。 这描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电器件实际应用的压电常数。
声纳的开发是一个成功的项目，它引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。 几十年后，新的压电材料和这些材料的新应用被探索和开发。 压电设备在多个领域找到了家，例如陶瓷留声机盒，它简化了播放器设计并使唱机更便宜，更易于维护和制造。 超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
从石英晶体开发的新材料的有利可图的专利确保了压电领域利益的开端，这些材料被商业开发为压电材料。 科学家们一直在寻找更高性能的材料，尽管材料取得了进步，制造工艺也日趋成熟，但美国市场并没有快速增长。 相比之下，与日本制造商相比，日本制造商快速共享信息，美国压电行业增长的新应用受到影响。
压电马达
在本节中，我将讨论压电在现代技术中的应用。 从可以在原子尺度上分辨图像的扫描探针显微镜，到电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器，压电已成为许多设备不可或缺的一部分。 我将探讨压电的历史及其在各种应用中的应用。
扫描探针显微镜的形成基础
压电是在某些固体材料中积累的电荷，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是对施加的机械应力的反应，压电这个词来自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压”或“压力”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电马达是利用压电效应产生运动的装置。 这种效应是具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出逆压电效应，这是由施加的电场引起的内部机械应变的产生。 产生可测量压电性的材料示例是锆钛酸铅晶体。
压电效应在有用的应用中得到了利用，例如声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器以及微量天平和用于超精细聚焦光学组件的驱动超声波喷嘴等电子设备。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电现象。 在苏格兰的亨特博物馆可以看到压电晶体和居里补偿器的视图，这是皮埃尔和雅克居里兄弟对直接压电效应的演示。
结合他们对热释电的知识和对底层晶体结构的理解，产生了对热释电的预测，这使他们能够预测晶体行为。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠和钾四水合物，以及石英和罗谢尔盐表现出压电性，压电盘被用来在变形时产生电压，尽管这被居里大大夸大了。
他们还预测了逆压电效应，这是由加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出来的。居里夫妇立即证实了逆压电效应的存在，并继续获得了电-弹-压电晶体的机械变形。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰，该书描述了具有压电性的天然晶体类并严格定义了压电常数和张量分析。
这导致了压电设备的实际应用，例如在第一次世界大战期间开发的声纳。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 该探测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个水听器组成，换能器由小心地粘在钢板上的薄石英晶体制成，用于检测从换能器发出高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体弹回的回声所花费的时间，他们能够计算出物体的距离。 他们利用压电技术使这种声纳获得成功，该项目几十年来引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣。
探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用，压电器件在许多领域都有用武之地，例如陶瓷留声机唱头，它简化了播放器的设计，使唱机更便宜、更准确、维护更便宜、更容易建造。 超声波换能器的发展使得流体和固体的粘度和弹性测量变得容易，从而使材料研究取得了巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
二战期间，美国的独立研究小组
以原子尺度解析图像
压电是在某些固体材料（例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质）中积累的电荷。 它是对施加的机械应力的反应，源自希腊语“piezein”，意思是挤压或按压。 压电效应源于具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。
压电是一个可逆过程，表现出压电效应的材料也表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生机械应变。 这方面的例子包括锆钛酸铅晶体，当它们的静态结构从其原始尺寸变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会改变其静态尺寸，这被称为逆压电效应，可用于产生超声波。
法国物理学家雅克和皮埃尔居里于 1880 年发现了压电效应。压电效应已被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和电子设备，如微量天平和驱动超声波喷嘴。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。
压电也用于日常应用，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 卡尔·林奈 (Carl Linnaeus) 和弗朗茨·埃皮努斯 (Franz Aepinus) 在 18 世纪中叶研究了热释电效应，这是一种响应温度变化而产生电势的材料。 借鉴 René Haüy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系，但他们的实验证明没有定论。
格拉斯哥亨特博物馆的参观者可以看到压电晶体居里补偿器，这是皮埃尔和雅克居里兄弟展示的直接压电效应。 结合他们对热释电的知识和对底层晶体结构的理解，他们提出了对热释电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠和钾四水合物、石英和罗谢尔盐表现出压电性，压电盘在变形时会产生电压，尽管形状的变化被大大夸大了。 居里夫妇能够预测逆压电效应，逆压电效应是加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出来的。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。
拾音器电子扩音吉他
压电马达是利用压电效应将电能转换为机械能的电动机。 压电效应是某些材料在受到机械应力时产生电荷的能力。 压电电机用于各种应用，从为钟表等小型设备供电到为机器人和医疗设备等大型机器供电。
压电马达用于电子放大吉他的拾音器。 这些拾音器利用压电效应将吉他弦的振动转换为电信号。 然后该信号被放大并发送到放大器，从而产生吉他的声音。 压电拾音器也用于现代电子鼓，用于检测鼓皮的振动并将其转换为电信号。
压电马达也用于扫描探针显微镜，它利用压电效应在表面上移动微型探针。 这使得显微镜能够在原子尺度上解析图像。 压电马达也用于喷墨打印机，用于在页面上来回移动打印头。
压电电机用于各种其他应用，包括医疗设备、汽车部件和消费电子产品。 它们还用于工业应用，例如精密零件的生产和复杂部件的组装。 压电效应还用于产生超声波，超声波用于医学成像和材料缺陷检测。
总体而言，压电电机的应用范围很广，从为小型设备供电到为大型机器供电。 它们用于拾音器电子放大吉他、现代电子鼓、扫描探针显微镜、喷墨打印机、医疗设备、汽车部件和消费电子产品。 压电效应还用于产生超声波和检测材料中的缺陷。
触发现代电子鼓
压电是在某些固体材料（例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质）中积累的电荷。 这是这些材料对施加的机械应力的响应。 压电一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷源。
压电马达是利用压电效应产生运动的装置。 这种效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用引起的。 这是一个可逆过程，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加的电场而在内部产生的机械应变。 这方面的一个例子是锆钛酸铅晶体，当它们的静态结构从其原始尺寸变形时，它会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会改变其静态尺寸，从而产生超声波。
压电电机用于各种日常应用，例如：
• 产生火花以点燃烹饪和加热设备中的气体
• 手电筒、打火机和热释电效应材料
• 产生响应温度变化的电势
• 声音的产生和检测
• 压电喷墨打印
• 产生高压电
• 时钟发生器和电子设备
• 微量天平
• 驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件
• 构成扫描探针显微镜的基础
• 解析原子尺度的图像
• 电子扩音吉他拾音器
• 触发现代电子鼓。
压电换能器的机电建模
在本节中，我将探讨压电换能器的机电建模。 我将了解压电现象的发现历史、证明其存在的实验以及压电器件和材料的发展。 我还将讨论法国物理学家 Pierre 和 Jacques Curie、Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus、Rene Hauy 和 Antoine Cesar Becquerel、Gabriel Lippmann 和 Woldemar Voigt 的贡献。
法国物理学家皮埃尔和雅克居里
压电是一种机电现象，电荷会在某些固体材料（例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质）中积累。 该电荷是响应施加的机械应力而产生的。 “压电”一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的材料中的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出逆压电效应，即内部产生机械应变以响应施加的电场。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体会改变其静态尺寸，从而在称为逆压电效应的过程中产生超声波。
1880 年，法国物理学家皮埃尔和雅克居里发现了压电效应，此后它被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和电子设备用于超精细聚焦光学组件的微量天平和驱动超声波喷嘴等设备。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电也用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电技术也有日常用途，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，其中材料响应温度变化而产生电势，借鉴了 René Hauy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷，尽管他们的实验证明没有定论。
通过将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，居里夫妇能够预测热电并预测晶体的行为。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性。 压电盘在变形时会产生电压，尽管这在居里夫妇的演示中被大大夸大了。 他们还能够预测逆压电效应，并根据加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年提出的基本热力学原理从数学上推导出它。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 在随后的几十年里，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作最终在 Woldemar Voigt 的“Lehrbuch der Kristallphysik”（晶体物理学教科书）的出版中达到了顶峰。
实验证明没有定论
压电是一种机电现象，其中电荷在某些固体材料中积累，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是对施加的机械应力的反应，“压电”一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“ēlektron”，意思是“琥珀色”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这是一个可逆过程； 表现出压电效应的材料也表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，称为逆压电效应，用于产生超声波。
法国物理学家皮埃尔和雅克居里于 1880 年发现了压电性。此后压电性被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和微量天平等电子设备、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电还用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
压电技术在日常生活中用于产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，其中材料响应温度变化而产生电势，借鉴了 René Hauy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间。 实验证明没有定论。
热释电知识和对底层晶体结构的理解相结合，产生了对热释电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 这在居里夫妇对直接压电效应的演示中被大大夸大了。
皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟预言了逆压电效应，加布里埃尔·李普曼于 1881 年根据热力学基本原理从数学上推导出了逆压电效应。居里夫妇立即证实了逆压电效应的存在，并进一步得到了完整的定量证明压电晶体中电弹性机械变形的可逆性。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，但它是皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。 这描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。 这是压电换能器的第一个实际应用，声纳是在第一次世界大战期间开发的。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。
卡尔·林奈和弗朗茨·埃皮努斯
压电是一种机电现象，其中电荷在某些固体材料中积累，例如晶体、陶瓷和生物物质（如骨骼和 DNA）。 该电荷是响应施加的机械应力而产生的。 压电这个词来自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压或按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也会表现出逆压电效应，这是由于施加电场而在内部产生的机械应变。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，这被称为逆压电效应，用于产生超声波。
1880 年，法国物理学家雅克和皮埃尔居里发现了压电效应，此后它被用于许多有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器、电子设备、微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，用于在原子尺度上解析图像。 压电也用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
在日常使用中也发现了压电现象，例如产生火花以点燃烹饪和加热设备、手电筒、点烟器中的气体，以及热释电效应，即材料响应温度变化而产生电势。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了这种效应，借鉴了 René Hauy 和 Antoine César Becquerel 的知识，他们假设了机械应力和电荷之间的关系，尽管他们的实验证明没有定论。
苏格兰亨特博物馆中居里补偿器中压电晶体的视图是皮埃尔和雅克居里兄弟对直接压电效应的展示。 将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，产生了对热电的预测和预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钾钠四水合物和来自罗谢尔盐的石英表现出压电性，压电盘在变形时会产生电压，尽管这在居里夫妇的演示中被大大夸大了。
加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年预测了逆压电效应及其从基本热力学原理的数学推导。居里夫妇立即证实了逆压电效应的存在，并继续获得了电-弹-压电晶体的机械变形。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具，他们用它来探索和定义表现出压电性的晶体结构。 这最终导致了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。
压电换能器的这种实际应用导致了第一次世界大战期间声纳的发展。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 探测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个水听器组成，换能器由小心粘在钢板上的薄石英晶体制成，用于检测从换能器发出高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体弹回的回声所需的时间，他们能够计算出物体的距离。 他们利用压电使这种声纳获得成功，该项目引起了人们对压电设备的强烈发展和兴趣
Rene Hauy 和 Antoine Cesar Becquerel
压电是一种机电现象，当某些固体材料（例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质）响应施加的机械应力而积累电荷时，就会发生这种现象。 压电源自希腊词“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应源于具有反演对称性的晶体材料中机械状态和电状态之间的线性机电相互作用。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电效应的材料也会表现出反向压电效应，或由于施加的电场而在内部产生机械应变。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，从而导致逆压电效应和超声波的产生。
法国物理学家皮埃尔和雅克居里于 1880 年发现了压电效应。这种效应已被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和电子设备如微量天平、驱动超声波喷嘴和超精细聚焦光学组件。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 压电还用于电子放大吉他的拾音器和现代电子鼓的触发器。
18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 首先研究了压电效应，借鉴了 Rene Hauy 和 Antoine Cesar Becquerel 的知识，他们提出了机械应力与电荷之间的关系。 然而，实验证明没有定论。 结合热释电知识和对底层晶体结构的理解，这引发了对热释电的预测，以及预测晶体行为的能力。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 这种效应在居里夫妇在苏格兰博物馆的演示中被大大夸大了，展示了直接压电效应。
皮埃尔和雅克居里兄弟继续获得压电晶体中电弹性机械变形完全可逆性的定量证明。 几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 这项工作探索并定义了表现出压电性的晶体结构，最终出版了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）。
居里夫妇立即证实了逆效应的存在，并进而从数学上推导出逆效应的基本热力学原理。 这是由加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年完成的。然后，在第一次世界大战期间，压电被用于开发声纳。在法国，保罗·朗之万 (Paul Langevin) 和他的同事开发了一种超声波潜艇探测器。 该检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个用于检测返回回波的水听器组成。 通过从换能器发射高频脉冲并测量听到声波从物体反射回声所需的时间，他们可以计算出到物体的距离。
第二次世界大战后，贝尔电话实验室进一步开发了压电晶体的使用。 在无线电电话工程部门工作的 Frederick R. Lack 开发了一种可以在很宽的温度范围内工作的切割晶体。 拉克的水晶不需要以前水晶的笨重配件，方便了它在飞机上的使用。 这一发展使盟军空军能够使用航空无线电进行协调的大规模攻击。 美国压电设备和材料的发展使公司在该领域的战时发展中保持领先地位，并有兴趣为开发的新材料获得有利可图的专利。 石英晶体作为压电材料被商业开发，科学家们也在寻找更高性能的材料。 尽管在材料和制造工艺方面取得了进步，但美国
加布里埃尔·利普曼
压电是一种机电现象，其中电荷在某些固体材料中积累，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 它是具有反转对称性的材料中机械和电状态之间相互作用的结果。 1880年，法国物理学家皮埃尔居里和雅克居里首先发现了压电现象。
压电已被开发用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印和高压电的产生。 压电源自希腊语 πιέζειν (piezein)，意思是“挤压或按压”，ἤλεκτρον (ēlektron) 意思是“琥珀”，一种古老的电荷来源。
压电效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也表现出逆压电效应，其中机械应变的内部产生是由施加电场引起的。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变其静态尺寸，这一过程称为逆压电效应。 这个过程可以用来产生超声波。
自 18 世纪中叶以来，人们就开始研究压电效应，当时 Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 借鉴了 René Hauy 和 Antoine César Becquerel 的知识，提出了机械应力与电荷之间的关系。 然而，实验证明没有定论。 直到热释电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，产生了对热释电的预测，研究人员才能够预测晶体行为。 电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的效果证明了这一点。
加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年从数学上推导出逆压电效应的基本热力学原理。 居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。
几十年来，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔和玛丽居里发现钋和镭的重要工具。 他们探索和定义表现出压电性的晶体结构的工作在 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版中达到顶峰。 这描述了具有压电性的天然晶体类，并通过张量分析严格定义了压电常数。
压电器件的实际应用始于第一次世界大战期间声纳的发展。Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 该检测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个用于检测返回回波的水听器组成。 通过从换能器发射高频脉冲并测量听到声波从物体反射回来的回声所需的时间，他们能够计算出到物体的距离。 这种将压电用于声纳的做法取得了成功，该项目引起了人们对压电设备的强烈开发兴趣。 几十年来，人们探索和开发了新的压电材料和这些材料的新应用。 压电设备在各个领域都有用武之地，从简化播放器设计并使便宜、准确的唱机更便宜且更易于制造的陶瓷留声机盒，到开发可以轻松测量流体粘度和弹性的超声波换能器和固体，导致材料研究取得巨大进步。 超声波时域反射计将超声波脉冲发送到材料中并测量反射和不连续性以发现铸造金属和石材内部的缺陷，从而提高结构安全性。
第二次世界大战后，美国、俄罗斯和日本的独立研究小组发现了一种称为铁电体的新型合成材料，其压电常数比天然材料高十倍。 这导致了对钛酸钡和后来的锆钛酸铅的深入研究，这些材料具有针对特定应用的特定性能。 开发了使用压电晶体的重要示例
沃尔德玛·福格特
压电是一种机电现象，其中电荷在某些固体材料中积累，例如晶体、陶瓷以及骨骼和 DNA 等生物物质。 该电荷是响应施加的机械应力而产生的。 压电一词源自希腊语“piezein”，意思是“挤压或按压”，以及“elektron”，意思是“琥珀”，一种古老的电荷源。
压电效应是由具有反演对称性的晶体材料的机械状态和电状态之间的线性机电相互作用产生的。 这种效应是可逆的，这意味着表现出压电性的材料也表现出逆压电效应，其中机械应变的内部产生是由施加的电场引起的。 例如，当锆钛酸铅晶体的静态结构从其原始尺寸发生变形时，会产生可测量的压电性。 相反，当施加外部电场时，晶体可以改变它们的静态尺寸，这种现象被称为逆压电效应，用于产生超声波。
法国物理学家皮埃尔和雅克居里于 1880 年发现了压电现象。此后，压电效应被用于各种有用的应用，包括声音的产生和检测、压电喷墨打印、高压电的产生、时钟发生器和电子设备如微量天平和驱动超声波喷嘴，用于光学组件的超精细聚焦。 它还构成了扫描探针显微镜的基础，可以在原子尺度上解析图像。 此外，电子扩音吉他中的拾音器和现代电子鼓中的触发器都使用压电效应。
压电技术还在日常生活中用于产生火花，以点燃烹饪和加热设备、手电筒、打火机等中的气体。 18 世纪中叶，Carl Linnaeus 和 Franz Aepinus 研究了热释电效应，即材料响应温度变化而产生电势应力和电荷。 证明这种关系的实验没有定论。
苏格兰亨特博物馆中居里补偿器中压电晶体的视图是皮埃尔和雅克居里兄弟对直接压电效应的展示。 将他们对热电的知识与对潜在晶体结构的理解相结合，产生了对热电的预测，这使他们能够预测他们在电气石、石英、黄玉、蔗糖和罗谢尔盐等晶体的影响中展示的晶体行为. 酒石酸钠钾四水合物和石英也表现出压电性，利用压电圆盘在变形时产生电压。 这种形状的变化在居里夫妇的演示中被大大夸大了，他们继续预测逆压电效应。 加布里埃尔·李普曼 (Gabriel Lippmann) 于 1881 年根据基本热力学原理从数学上推导出了相反的效果。
居里夫妇立即证实了逆向效应的存在，并继续获得压电晶体中电-弹性-机械变形完全可逆性的定量证明。 在随后的几十年里，压电性一直是实验室的好奇心，直到它成为皮埃尔·玛丽·居里发现钋和镭的重要工具，居里用它来探索和定义表现出压电性的晶体结构。 这最终导致了 Woldemar Voigt 的 Lehrbuch der Kristallphysik（晶体物理学教科书）的出版，该书描述了具有压电性的天然晶体类，并使用张量分析严格定义了压电常数。
这导致了压电设备的实际应用，例如在第一次世界大战期间开发的声纳。在法国，Paul Langevin 和他的同事开发了超声波潜艇探测器。 该探测器由一个由薄石英晶体制成的换能器和一个水听器组成，换能器由小心地粘在钢板上的薄石英晶体制成，用于检测从换能器发出高频脉冲后返回的回波。 通过测量听到声波从物体反射回来的回声所花费的时间，他们可以计算出到物体的距离。 他们利用压电效应使这种声纳获得成功，该项目引起了强烈的发展和兴趣。
重要关系
- 压电致动器：压电致动器是将电能转换为机械运动的装置。 它们通常用于机器人、医疗设备和其他需要精确运动控制的应用。
- 压电传感器：压电传感器用于测量压力、加速度和振动等物理参数。 它们通常用于工业和医疗应用以及消费电子产品。
- 自然界中的压电现象：压电现象是某些材料中自然发生的现象，在许多生物体中都有发现。 它被一些生物体用来感知它们的环境并与其他生物体交流。
结论
压电是一种惊人的现象，已被用于从声纳到留声机盒的各种应用中。 自 1800 年代中期以来，人们就开始研究它，并在现代技术的发展中发挥了巨大作用。 这篇博文探讨了压电的历史和用途，并强调了这种现象在现代技术发展中的重要性。 对于那些有兴趣了解更多关于压电的人来说，这篇文章是一个很好的起点。
我是 Joost Nusselder，Neaera 的创始人，也是一名内容营销人员，父亲，我热爱以吉他为核心尝试新设备，并与我的团队一起，自 2020 年以来一直在撰写深度博客文章帮助忠实的读者获得录音和吉他技巧。
