在晶体这个家族里,又有单晶和多晶的区别。整个物体是一个晶体的,叫做单晶。水晶和食盐都是单晶。拿一粒食盐,仔细看看就会发现,它的外形很规则,总是四四方方的。就是那细小的精盐粒,也具有四四方方的外形,不信你用放大镜看一看。当阳光照到它上边时,晶莹的光会使盐粒显得格外美丽呢! 如果物体是由许多杂乱无章的小晶粒组成的,每个晶粒虽然有规则的外形,但整个物体却没有规则的外形,这种晶体就叫多晶体。常见的金属都是多晶体。 晶体为什么有规则的外形呢? 原来,晶体中的分子、原子或离子是按照一定规则排列的,好像操场上的运动员表演“叠罗汉”,每个运动员在空间都有一定的位置。叠罗汉的队形尽管各式各样,却都是由那些罗汉组成的。晶体中分子、原子或离子的队形,就叫晶体的“晶格”。 水晶是天然石英的单晶,是无色透明的多面体,是一种物理和化学性质很稳定的物质。 石英晶体——水晶,究竟有什么本领呢?科学家们做过不少探索。 1880年法国人比埃尔·居里用石英晶体做实验时,发现在晶体上加一个力,就有电荷产生,压力大电荷就多。这个现象被称为“压电效应”,就是一压就生电的意思。 那么,要是往石英晶体里通上交变电流,石英晶体会不会产生振动呢?这就是“反压电效应”的设想。 1918年法国物理学家郎之万根据“反压电效应”的设想,做了一个有趣的实验:他找了一大块石英晶体,往上边通上交变高压电,嘿,水晶振动了,发出了超声波! 石英晶体经过加工以后就可以制成一种振荡器,它的振动频率非常高。可贵的是,石英晶体的固有频率比较稳定。当温度、湿度和震动情况发生变化时,它往往能保持住自己的固有频率。你看,用石英振荡器当钟的“摆”不是很好吗”? 于是,有人开始研究石英钟表了。1930年美国的马利逊首先将石英晶体应用到钟内,成功地创造了石英钟。
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