METODA CURIE TREŚCI EDUKACYJNE

Piezoelektryczność i kwarc piezoelektryczny

W 1880 roku Piotr Curie i jego brat Jacques, w wieku odpowiednio 21 i 25 lat, odkryli piezoelektryczność.

Kwarc piezoelektryczny z 1904 roku należący do laboratorium Curie.
Kwarc piezoelektryczny z 1904 roku należący do laboratorium Curie.
Został odrestaurowany w 2005 roku i jest obecnie wystawiany w paryskim muzeum.
Fot. Uriel Chantraine, Musée Curie.

Efekt piezoelektryczny jest właściwością niektórych kryształów, takich jak kwarc lub topaz, które emitują niewielkie ilości energii elektrycznej, gdy są ściskane lub rozciągane. Nazwa tego zjawiska pochodzi od greckiego słowa piezein, które oznacza ściskać.

Bracia Curie szybko wymyślili kilka zastosowań piezoelektryczności. W 1885 roku zbudowali w swoim laboratorium przyrząd, który nazwali po prostu „kwarcem piezoelektrycznym”. Instrument działał na prostej zasadzie: ostrze kwarcowe było przymocowane w górnej części i umocowane u dołu do płytki. Po umieszczeniu lub zdjęciu ciężaru z płytki, ostrze kwarcu jest rozciągane lub ściskane i emituje ładunki elektryczne dzięki efektowi piezoelektrycznemu. Emitowane ładunki elektryczne są mierzone poprzez pokrycie płytki kwarcowej cienką warstwą metalu przymocowaną do przewodu. W zależności od wymiarów ostrza i masy użytej do pomiaru, można dokładnie przewidzieć wytwarzane ładunki elektryczne.

Informacja o piezoelektrycznym kwarcu autorstwa Charlesa Beaudouina, producenta przyrządów, około 1930.
Informacja o piezoelektrycznym kwarcu autorstwa Charlesa Beaudouina, producenta przyrządów, około 1930.
Musée Curie / AIR LC.MC

Jacques Curie zalecał stosowanie kwarcu piezoelektrycznego jako standardu dla wszystkich pomiarów słabych ładunków elektrycznych. Maria i Piotr Curie przyjęli metodę Jacques’a w swojej pracy nad radioaktywnością od 1898 roku, kiedy to opracowali „metodę Curie”.

Piezoelektryczność, odkryta przez Jacquesa i Piotra Curie, do dziś ma wiele zastosowań w życiu codziennym: zegarki kwarcowe, zapalniczki elektryczne, głośniki itp. W przypadku zegarków i głośników wykorzystywany jest odwrotny efekt piezoelektryczny: gdy ładunek elektryczny jest wysyłany do kwarcu, kwarc rozciąga się, a następnie ściska i znowu rozciąga... w tym przypadku mówimy o oscylacji.

Mosiężna nasadka na piezoelektrycznym kwarcu wystawionym w muzeum.
Mosiężna nasadka na piezoelektrycznym kwarcu wystawionym w muzeum.
Widoczne są na niej informacje wygrawerowane przez producenta, Société Centrale des Produits Chimiques.
Fot. Uriel Chantraine, Musée Curie

 

case 08
article13