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有一類十分有趣的晶體,當你對它擠壓或拉伸時,它的兩端就會產生不同的電荷。這種效應被稱為壓電效應。能產生壓電效應的晶體就叫壓電晶體。水晶(α-石英)是一種有名的壓電晶體。 如果按一定方向對水晶晶體上切下的薄片施加壓力,那么在此薄片上將會產生電荷。如果按相反方向拉伸這一薄片,在此薄片上也會出現電荷,不過符號相反。擠壓或拉伸的力愈大,晶體上的電荷也會愈多。如果在薄片的兩端鍍上電極,并通以交流電,那么薄片將會作周期性的伸長或縮短,即開始振動。這種逆壓電效應在科學技術中已得到了廣泛的應用。用水晶可以制作壓電石英薄片,其面積不過數平方毫米,厚度則只有零點幾毫米。別小看這小小的晶片,它在無線電技術中卻發揮著巨大作用。如前所述,在交變電場中,這種薄片的振動頻率絲毫不變。這種穩定不變的振動正是無線電技術中控制頻率所必須的,你家中的彩色電視機等許多電器設備中都有用壓電晶片制作的濾波器,保證了圖像和聲音的清晰度。你手上戴的石英電子表中有一個核心部件叫石英振子。就是這個關鍵部件保證了石英表比其他機械表更高的走時準確度。 裝有壓電晶體元件的儀器使技術人員研究蒸汽機、內燃機及各種化工設備中壓力的變化成為現實。利用壓電晶體甚至可以測量管道中流體的壓力、大炮炮筒在發射炮彈時承受的壓力以及炸彈爆炸時的瞬時壓力等。 壓電晶體還廣泛應用于聲音的再現、記錄和傳送。安裝在麥克風上的壓電晶片會把聲音的振動轉變為電流的變化。聲波一碰到壓電薄片,就會使薄片兩端電極上產生電荷,其大小和符號隨著聲音的變化而變化。這種壓電晶片上電荷的變化,再通過電子裝置,可以變成無線電波傳到遙遠的地方。這些無線電波為收音機所接收,并通過安放在收音機喇叭上的壓電晶體薄片的振動,又變成聲音回蕩在空中。是不是可以這樣說,麥克風中的壓電晶片能“聽得見”聲音,而揚聲器上的壓電晶體薄片則會“說話” 或“唱歌”。 |
