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石英晶體的壓電效應
2016-12-28 10:11:08   來源:    點擊:

    石英材料中的二氧化矽分子在正常狀態下,其電偶極是相互平衡的電中性。在(圖二左)的二氧化矽是以二維空間的簡化圖形。當我們在矽原子下方分別給予正電場及負電場時,空間系統為了維持兩個氧原子會相互排斥,在氧原子下方形成一個感應正電場區域,同時在矽原子上方產生感應負電場區域。相反的情況,當我們在矽原子上方及氧原子下方分別給予負電場及正電場時,兩個氧原子會相互靠近,氧原子下方產生感應負電場,矽原子上方產生感應正電場。然而,氧原子的水平位置變化時,鄰近的另一個氧原子會相對的產生排斥或吸引的力量,迫使氧原子回到原來的空間位置。因此,電場的力量與原子之間的力量會相互牽動,電場的改變誰水平方向的形變是形成交互作用狀態。這個交互作用會形成一個石英材料耗能最小的振動狀態,只要由電場持續給予能量,石英材料就會與電場之間維持一個共振的頻率。 
這個壓電效應下的氧原子的振幅與電場強度及電場對二氧化矽的向量角度有相對應的關系,在實際應用上,電場是由鍍在石英晶片上的金屬電極產生,電場與二氧化矽的向量角度則由石英晶棒的切割角度決定。

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