Пьезокварц

Пьезокварц, кварцевая пластинка, в которой механич. колебания вызваны переменным электрич. полем. Механич. колебания возможны во всяком упругом теле, следовательно и в кварце. Главные их формы показаны на фигуре (в сильно увеличенном виде): I—колебания по толщине; II—колебания подлине; III—изгибательные колебания. В кварце они создаются переменным электрич. полем, создаваемым подводимыми от внешнего источника зарядами на электроды А, В и вызывающими пьезоэлектрич. сжатия и расширения. Пластинки в случаях I и II вырезаются перпендикулярно к элек-трич. оси кристалла (см.Пьезоэлектричество); в случае III пластинка вырезается вдоль по электрич. оси (расположение электродов сложнее). Практически заметные колебания получаются, если частота переменного электрич. поля совпадает с частотою собственных колебаний кристалла, последняя же определяется размерами кристалла. В случаях I и II такая резонансная частота вычисляется по формуле λ=110 I, где I— размер кварцевой пластинки по направлению колебаний, выраженный в миллиметров, а λ— длина в м радиоволны, соответствующей по числу колебаний резонансной частоте, например пластинка в 3 миллиметров толщиною приводится в колебание переменным электрич. полем, к-рому соответствует длина радиоволны в 330 м, то есть имеющим частоту ок. 900 000 колебаний в ск. Возможны также и обертоны, то есть колебания тех Же пластинок с частотами, кратными от вышеуказанных основных. Изгибательные колебания вообще имеют меньшие частоты.

Применения П. весьма многочисленны и разнообразны. Пьезокварцевая пластинка употребляется как волно указатель и как стандарт частоты (Кэди, 1922 г.), особенно будучи помещена в разреженный газ (Гибе и Шайбе, 1926 г.), где она светится при резонансе; монтировка имеет внешний вид электрич. лампы. Этим и аналогичными способами приготовлены стандарты и волноуказатели на самые различные частоты, начиная от самых коротких радиотелеграфных до 1 000 колебаний в ск., то есть на не очень высокую звуковую частоту. Достигаемая при этом точность определения частоты весьма велика (до тысячных долей %) и обусловлена чрезвычайно малым затуханием колеблющихся пьезокварцевых пластинок, вследствие чего кривая резонанса очень остра. Влияние ί° на собственную частоту также очень невелико. Недавно наконец введены кольцевые П., дающие еще лучшие результаты. Далее П. употребляются как стабилизаторы и генераторы радиочастот в самых различных схемах с электронными лампами, давая также прекрасные результаты. Основанием к этому является то обстоятельство, что П. при наложении на него переменного электрич. поля ведет себя совершенно так же, как колебательный электрич. контур, содержащий сопротивление, емкость и самоиндукцию, причем сопротивление и емкость весьма малы, а самоиндукция весьма велика. Радиостанции, снабженные пьезокварцевыми передатчиками, имеют весьма устойчивую длину волны (смотрите Ламповый генератор). Кварцевая стабилизация возможна почти для всех радиочастот (смотрите Стабилизация частоты).

Если кварц, колеблющийся по толщине, поместить в жидкость, то его колебания вызывают в ней весьма мощные волны, обладающие всеми свойствами звуковых, но с весьма малой длиной волны, определяемой резонансной частотою кварцевой пластинки, и названные поэтому ультразвуковыми; такие же волны, только меньшей мощности, имеют место и в воздухе. При этом происходит ряд явлений, многие из которых впервые на этих опытах и обнаружены. Так, наблюдается ветер (и в жидкостях и в воздухе) настолько сильный, что Мейснер устроил на этом принципе маленький двигатель; поднятие и разбрызгивание жидкости, если волны падают изнутри на ее поверхность (Вуд. 1927 г.); физиологич. действия (разрушение водорослей, смерть рыбок). Наконец (Лан-жевен, 1917—1921 гг.) был построен подводный ультразвуковой передатчик и приемник, служащие для сигнализации (смотрите Звук, Подводная акустика) и для определения глубин методом отражения ОТ дна. Н. Андреев.

Лит.: см. Пьезоэлектричество.