|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Пироэлектрический эффект |
 | |
Анимация
Описание
Пироэлектрический эффект - появление электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (пироэлектриков) при их нагревании или охлаждении ("пир" - огонь). Один конец пироэлектрика при нагревании заряжается положительно, а при охлаждении - отрицательно, другой - наоборот. Интенсивность электризации максимальна, если скорость изменения температуры выше скорости релаксации заряда. Появление зарядов на поверхности пироэлектрика связано с изменением существующей в нем поляризации при изменении температуры кристалла.
Пироэлектрик - диэлектрик, обладающий спонтанной поляризацией, т.е. поляризацией в отсутствие электрического поля и др. Внешних воздействий. Спонтанная поляризация - результат несовпадения "центров тяжести" положительных и отрицательных зарядов. Обычно наблюдается не сама спонтанная поляризация Р, которая компенсируется полями свободных электрических зарядов, натекающих на поверхность пироэлектрика, изнутри и извне, а ее изменение DP при быстром изменении температуры DT (пироэлектрический эффект).
Плотность возникающего поверхностного заряда s = pDT называется пироэлектрической константой р.
Типичный пироэлектрик - турмалин; в нем при изменении температуры на 1 К возникает электрическое поле E » 4 В/м. Пироэлектриками могут быть лишь нецентросимметричные кристаллы. Изменение поляризации в кристалле может происходить под действием механических напряжений (пьезоэлектрический эффект). Все пироэлектрики явлдяются пьезоэлектриками, но не наоборот; некоторые пироэлектрики обладают сегнетоэлектрическими свойствами.
Помимо прямого существует обратный пироэлектрический эффект (электрокалорический эффект). Он состоит в том, что изменение электрического поля в отсутствии подвода или отвода тепла (адиабатический процесс) сопровождается изменением температуры пироэлектрического кристалла.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Пироэлектрический эффект используется для обнаружения инфракрасного излучения при изменении температуры с точностью до 10-6 К.
Пироэлектрические приемники имеют малую инерционность. Постоянная времени составляет 10-5 - 10-7 с и менее.
На основе пироэлектрического эффекта разработаны неселективные приемники полного поглощения (рис. 2).
Схема включения пироэлектрического приемника приемники полного поглощения
Рис. 2
Эти приемники не меняют своих спектральных характеристик во времени и могут быть использованы для измерений в абсолютных единицах. Пироприемники полного поглощения изготавливаются в виде сферического или конусообразного черного тела (рис. 2). Значение коэффициента таких приемников может достигать 0,999.
Реализации эффекта
Принципиальная схема пироэлектрического приемника приведена на рис. 1.
Принципиальная схема пироэлектрического приемника
Рис. 1
Обозначения:
1 - пироэлектрический элемент;
2 - тепловой сток;
3 - термостат.
В качестве материалов для разработки пироприемников применяются монокристаллы группы триглинсульфата, мелкозернистая керамика титаната бария, а также цирконат-титанат свинца.
Литература
1. Физическая энциклопедия.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1992.- Т.3.- С.590-591.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |