Пироэлектричество

Пироэлектричество — явление возникновения электрического поля в кристаллах при изменении их температуры. Первое упоминание о пироэлектрическом эффекте содержится в записках Теофрастуса, датированных 314 г. до н. э., который заметил, что нагретые кристаллы турмалина притягивают к себе соломинки и частички пепла. Свойства турмалина были открыты вновь в 1707 году Иоганном Георгом Шмидтом. Связь явления пироэлектричества с электрическими явлениями было доказано Эпинусом в 1756 году.

Пироэлектрики

Основная статья: Пироэлектрик

Явление

Пироэлектрики — кристаллические диэлектрики, обладающие самопроизвольной (спонтанной) поляризацией в отсутствие внешних воздействий. Обычно спонтанная поляризация не заметна, так как электрическое поле, создаваемое ею, компенсируется полем свободных электрических зарядов, которые «натекают» на поверхность пироэлектрика из его объёма и из окружающего воздуха. При изменении температуры величина спонтанной поляризации изменяется, что вызывает появление электрического поля, которое можно наблюдать до его компенсации свободными зарядами.

Турмалин

В турмалине при изменении температуры на 1 °C возникает поле Е ~ 400 В/см.

Схема пьезоэффекта

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 пьезоэлектриками, но не наоборот. Существование спонтанной поляризации, другими словами несовпадение центров тяжести положительных и отрицательных зарядов обусловлено достаточно низкой симметрией кристаллов.

См. также

• Сегнетоэлектрики
• Пьезоэффект
• Кристалл

Литература

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 160—162. — 688 с.