Forstå Harmoniske Frekvenser i Kvarts Krystaller: Egenskaber & Anvendelse

Kvarts Krystal

Kvarts krystal, mens den er et af de mest almindelige mineraler på planeten, har nogle meget specifikke anvendelser vedrørende harmoniske frekvenser. Kvarts krystal bruges til at lave en række forskellige sensorer i elektronisk og radioudstyr på grund af dens egenskaber.

Piezoelektriske Egenskaber

Kvarts krystal er et piezoelektrisk materiale, hvilket betyder, at når det udsættes for tryk, skaber det en elektrisk ladning. Størrelsen på ladningen, der opstår i volt, vil give observatører, der kan måle ladningen, en præcis idé om, hvor meget tryk kvartsen er under. Denne proces er også reversibel, hvilket betyder, at en kvarts krystal, der udsættes for en elektrisk ladning, vil ændre sin størrelse og form.

Oscillationer

Når en kvarts krystal udsættes for elektricitet i regelmæssige pulser, tvinges den til at vibre, da dens størrelse ændres frem og tilbage. Disse oscillationer skaber en harmonisk frekvens. Hvis den elektriske ladning konstant anvendes på kvarts krystallen, vil den fortsætte med at udvide og samle sig med samme hastighed, og holde frekvensen stabil. At ændre ladningshastigheden vil ændre den frekvens, som krystallen oscillerer ved.

Temperatur

Mens en kvarts krystal er en fantastisk leder af lyd, kan den harmoniske frekvenseffekt påvirkes af temperaturen i det miljø, dette sker i. For eksempel, jo varmere miljøet er, desto færre oscillationer går kvarts krystallen igennem. Denne effekt er målbart, og hver grad Celsius reducerer oscillationerne af kvartsen, afhængigt af, hvordan stenen er skåret, og hvilken frekvens den vibrerer ved.

Anvendelse

Kvarts krystal bruges som en harmonisk sensor såvel som en tryksensor. Disse krystaller har også været brugt som dele af gyroskopiske sensorer, og som dele i radioer, computere og andre elektronik gennem årene. Normalt dyrkes kvartsen i et laboratoriemiljø, og skæres derefter i små skiver, som så poleres og skæres for at passe en given applikation.