|
|
Кристаллы работают
Строением кристаллов объясняются и многие удивительные их свойства. У кристаллов кварца и некоторых других веществ открыто интересное свойство: пьезоэлектричество. Если сдавить пластинку, вырезанную из кристалла кварца, то на ней появляются электрические заряды. Усилится давление, и величина заряда возрастает. Когда растягивают пластинку, электрический заряд ее тотчас же меняет знак: там, где был плюс, появится минус. Если приложить к такой пластинке электрический заряд, тогда все получается наоборот: кристалл сжимается или расширяется, смотря по знаку заряда. Если же прикладывать к кварцевой пластинке попеременно электрические заряды разных знаков, то пластинка будет то сжиматься, то расширяться, т. е. начнет колебаться. Таким образом, кристалл кварца может превратить механические колебания в электрические, и обратно. Пластинки, специально вырезанные из кристаллов кварца, так называемые пьезокварцы, очень широко применяются в радиотехнике. Они контролируют и поддерживают постоянство частоты приемных и передающих радиостанций. Без них не могли бы работать радиостанции. Применение таких пластинок позволило создать прибор невиданной точности, а именно кварцевые часы. За триста лет эти часы ошибаются всего лишь на одну секунду! Пьезокварцевые пластинки мгновенно и точно откликаются на изменения давления, от самых ничтожных до десятков тонн. Поэтому их вставляют в приборы, измеряющие давление: меняется давление и на пластинке появляются электрические заряды, которые улавливаются и усиливаются электрическими приборами. Приборы с пьезокварцем дают возможность изучать изменения давления в мощных паровых машинах и двигателях внутреннего сгорания, давление в дуле артиллерийского ствола в момент выстрела и давление в момент взрыва бомбы, даже давление крови в кровеносных сосудах человека или давление соков в стеблях растений. Пьезоэлектрические кристаллы применяются в микрофонах, телефонах и многих других приборах. Промышленности нужно огромное количество пьезокварцевых пластин. Для этого требуются многие тонны кристаллов кварца. Наша Родина богата месторождениями кварца. И тем не менее еще недавно кварца в промышленности не хватало, потому что чистые, прозрачные кристаллы кварца, горного хрусталя, нужные для пьезотехники, встречаются в природе редко. Уже давно пытались ученые вырастить искусственные кристаллы горного хрусталя. Около 70 лет тому назад одному итальянскому профессору удалось вырастить кристаллики кварца размером в несколько миллиметров. По тем временам это был колоссальный успех. Но проходили десятки лет, ученые многих стран бились над этой проблемой, а кристаллы кварца больших размеров не получались. Чего только не пробовали, чтобы вырастить эти неподатливые кристаллы! Их размер едва достигал двух-трех миллиметров. Ну, а из такой крупинки пьезокварцевую пластинку ведь не сделаешь! Несколько лет назад советские ученые разрешили и эту задачу. В лабораториях научились создавать и другие кристаллы, которые успешно соперничают с кварцем в технике. Если открыть крышку любых часов, можно увидеть, что колесики часов опираются на крохотные красные камушки — кристаллики рубина. Этот драгоценный камень уступает по твердости и красоте только алмазу. Посчитайте, сколько людей носят часы и сколько, значит, нужно кристаллов, чтобы обеспечить советскую часовую промышленность! В нашей стране есть заводы, которые производят необходимое количество великолепных кристаллов искусственного рубина. Совсем недавно весь мир облетело сообщение о новом применении кристаллов рубина: если осветить специально приготовленный кристаллик рубина светом несложной газоразрядной лампы, из кристалла вырвется луч света такой ослепительной мощности, что, направив его на Луну, можно разглядеть на ее поверхности любую деталь. Красный луч света из рубинового генератора пробивает стальные листы. Неисчислимы применения кристаллов в технике: полупроводниковые приборы, элементы памяти в электронно-счетных машинах, солнечные батареи, приборы, считающие ядерное излучение, призмы и объективы фотоаппаратов и телескопов и многие, многие другие приборы и установки.
|
|
