Просмотр кода страницы Пироэлектричество

'''Пироэлектричество''' — явление возникновения [[электрическое поле|электрического поля]] в кристаллах при изменении их [[температура|температуры]], например: при [[нагрев]]ании, [[Трение|трении]], [[Ионизирующее излучение|облучении]] или даже примитивном натирании.

== Пироэлектрики ==
{{main|Пироэлектрик}}

=== Явление ===
'''Пироэлектрики''' — [[кристалл]]ические [[диэлектрики]], обладающие самопроизвольной (спонтанной) [[поляризация диэлектриков|поляризацией]] {{прояснить2|в отсутствие внешних воздействий|комментарий=Как же "в отсутствие внешних воздействий", если выше говорится о нагревании, трении, облучении. Разве это не внешние воздействия?|подпись=Andrew M. Vachin|дата=23.12.2020 в учебнике Некрасова, где давалось определение пироэлектриков, не было ни слова об этом. Если вам интересно, загляните сами Д. С. }}. Обычно спонтанная поляризация незаметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных [[электрический заряд|электрических зарядов]], которые «натекают» на поверхность пироэлектрика из его внутреннего объёма и из окружающего [[воздух]]а. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать до его компенсации свободными зарядами.

=== Исторический очерк ===
По одной из легенд, первое упоминание о пироэлектрическом эффекте содержится в записках [[Теофраст]]а,{{нет АИ|17|05|2014}} датированных [[314 год до н. э.|314 г. до н. э.]], который заметил, что нагретые кристаллы [[турмалин]]а притягивают к себе соломинки и частички пепла. Пироэлектрические свойства турмалина были открыты вновь в [[1707 год]]у Иоганном Георгом Шмидтом.

Согласно другой версии, пироэлектрический эффект ещё в начале [[VI век до н. э.|VI века до н. э.]] открыл древнегреческий философ [[Фалес Милетский]]. Он много путешествовал по странам Востока, внимательно собирал и записывал наблюдения в области [[минералогия|минералогии]] и [[астрономия|астрономии]]. Считается, что именно он впервые в научном аспекте истолковал способность [[янтарь|янтаря]] притягивать птичий пух или соломинки после натирания (эффект электризации трением). Достоверный рассказ об этом физическом явлении ''впервые'' документирован в основополагающем диалоге «[[Тимей (Платон)|Тимей]]» другого древнегреческого философа — [[Платон]]а.<ref name="Гмл">{{книга|автор=С.Ахметов|заглавие=«Беседы о геммологии»|ссылка=|место=М.|издательство=«Молодая гвардия»|год=1989|страниц=237|серия = |isbn=5-235-00499-X}}</ref>{{rp|194-195}} Позднее о подобных свойствах кристаллов [[гранат (минерал)|граната]] написал [[Аль-Бируни]] в своём фундаментальном труде «Минералогия», и даже привёл строки из любовного стихотворения, посвящённого пироэлектрическому эффекту:
{{Quote box|align=center|quote=Глаза мерцают, словно влажный виноград.<br>
Молю: взгляни! Других не надобно наград.<br>
Ресницы так притягивают сердце,<br>
Как не влечёт к себе соломинку [[гранат (минерал)|гранат]].|source=<small>''(пер. С.Ахметова)''</small>}}

Связь явления пироэлектричества с другими электрическими явлениями в кристаллах была доказана и дополнительно развита [[Эпинус, Франц Ульрих Теодор|Францем Эпинусом]] и [[Вильке, Иоганн Карл|Йоханом Вильке]] в [[1757 год]]у. Повторно исследовав образцы драгоценного [[турмалины|турмалина]], они подробно описали пироэлектрический эффект, впервые объяснив возникающее явление [[Поляризация диэлектриков|поляризации]]. Спустя 127 лет научное сообщество было удивлено необычайно наглядным и эффектным опытом немецкого учёного [[Кундт, Август|Августа Кундта]], развившего исследования предшественников. Разогрев кристалл турмалина, он опылил его смесью двух мелкодисперсных порошков: [[сера|серы]] и [[сурик (минерал)|сурика]], предварительно пропустив их через шёлковое сито. В процессе просеивания (трения) о шёлк ярко-жёлтые частицы серы заряжались отрицательно, а красно-оранжевые частицы сурика, напротив, положительно. В результате этой несложной демонстрации всем присутствующим стало видно, что один конец турмалина окрасился в жёлтый цвет, а другой стал — красным. Затем Август Кундт поразил своих учёных зрителей тем, что при охлаждении кристалла турмалина полюса поменялись, и соответственно, в строго обратном порядке поменялись и цвета́.<ref name="Гмл"></ref>{{rp|195}}

При изменении температуры на один [[кельвин]] в кристаллах самоцветного [[турмалин]]а возникает электрическое поле [[Напряжённость электрического поля|напряжённостью]] ~ 400 Вольт на сантиметр. Как и все пироэлектрики, турмалин является также и [[Пьезоэлектрический эффект|пьезоэлектриком]]. Правда, это правило не имеет обратной силы. Далеко не все пьезоэлектрики имеют пироэлектрические свойства.<ref name="Гмл"></ref>{{rp|195}}

[[Файл:SchemaPiezo.gif|thumb|Схема [[пьезоэффект]]а]]

== Физические свойства ==
Изменение спонтанной поляризации и появление электрического поля в пироэлектриках может происходить не только при изменении температуры, но и при механической деформации. Поэтому все пироэлектрики являются [[пьезоэлектрик]]ами, но не наоборот. {{прояснить2|Существование спонтанной поляризации, другими словами несовпадение центров кристаллизации положительных и отрицательных зарядов обусловлено достаточно низкой [[симметрия|симметрией]] кристаллов|комментарий=Механизм явления совершенно не раскрыт, только общие фразы.|подпись=Andrew M. Vachin|дата=23.12.2020}}.

== Источники ==
{{примечания}}

== См. также ==
* [[Сегнетоэлектрики]]
* [[Пьезоэффект]]
* [[Кристалл]]

== Литература ==
* {{Книга:Сивухин Д.В.: Электричество|1977|страницы=160—162}}
{{Нет источников|дата=2013-01-27}}

[[Категория:Электроника]]
[[Категория:Электричество]]
[[Категория:Источники питания]]