Pyroelektrika

Pyroelektrika (ze starořeckého πῦρ  - oheň ) - krystalické dielektrikum s spontánní (spontánní) polarizací, tedy polarizací za nepřítomnosti vnějších vlivů.

Fenomén

Obvykle je spontánní polarizace pyroelektrika nepostřehnutelná, neboť jím vytvořené elektrické pole je kompenzováno polem volných elektrických nábojů, které na povrch „prosakují“ z jeho objemu a z okolního vzduchu. Při změně teploty se změní velikost spontánní polarizace, což způsobí vznik elektrického pole, které lze pozorovat, dokud ho volné náboje nestihnou vykompenzovat. Tento jev se nazývá pyroelektrický efekt nebo pyroelektřina.

Ke změně spontánní polarizace a vzniku elektrického pole v pyroelektrikách může dojít nejen změnou teploty, ale i deformací. Všechna pyroelektrika jsou tedy piezoelektrická , ale ne všechna piezoelektrika mají pyroelektrický efekt.

Typičtí představitelé pyroelektrik

Vysvětlení účinku

Existence spontánní polarizace, tedy nesouladu mezi těžišti kladných a záporných nábojů, je způsobena spíše nízkou symetrií krystalů .

Feroelektrika

Zvláštní skupinou pyroelektrik jsou feroelektrika . Pokud se feroelektrikum zahřeje, pak při určité teplotě v něm samovolná polarizace zmizí a krystal přejde do nepyroelektrického stavu (fázový přechod). V teplotní oblasti blízké teplotě fázového přechodu se velikost spontánní polarizace prudce mění s teplotou, takže pyroelektrický efekt v této oblasti je obzvláště velký.

Na rozdíl od pyroelektrik lze ve feroelektrikách směr spontánní polarizace obrátit působením elektrického pole . V pyroelektrikách se směr samovolné polarizace nemění ani při silném vnějším elektrickém poli [1] .

Další vlastnosti

Dochází k opačnému efektu než pyroelektrickému: je-li pyroelektrikum umístěno v elektrickém poli, změní se jeho polarizace , což je doprovázeno zahřátím nebo ochlazením krystalu. Změna teploty je přímo úměrná síle elektrického pole .

Aplikace ve strojírenství

Pyroelektrika se v technice používají jako indikátory a přijímače záření . Jejich působení je založeno na registraci elektrických signálů, které vznikají mezi deskami krystalu při změně jeho teploty vlivem vnějšího záření.

Poznámky

  1. Sivukhin D.V. Obecný kurz fyziky. - M .: Nauka, 1977. - T. III. Elektřina, s. 162

Literatura