碧璽為什么叫“電氣石”
在我國(guó)，“碧璽”這個(gè)詞語(yǔ)最早出現(xiàn)在清朝，是一品和二品官員的頂戴花翎的材料之一，也用來(lái)制作他們佩戴的朝珠。同時(shí)，碧璽也是慈禧太后的最?lèi)?ài)，因此在慈禧太后時(shí)代，碧璽在中國(guó)受到了前所未有的重視。清朝慈禧太后的殉葬品中，有一朵用碧璽雕琢而成的蓮花，重量為36兩8錢(qián)，以及一個(gè)西瓜碧璽做成的枕頭，當(dāng)時(shí)就值75萬(wàn)兩白銀。
言歸正傳，碧璽是礦物中唯一會(huì)產(chǎn)生電氣的礦石，在受熱時(shí)會(huì)帶上電荷，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱釋電效應(yīng)，碧璽這一特性的秘密在于結(jié)晶的形狀。
電氣石的結(jié)晶呈柱狀形，兩端的三個(gè)面以120度的角度結(jié)合，上方的角度為120度，下方的角度為180度。
為什么會(huì)呈現(xiàn)這種形狀呢？ 硅酸鹽礦物基本形狀是四面體，電氣石則為四面體積端部分朝上，形成6個(gè)相連的六角型。
基本形狀為上端稍尖，下側(cè)稍平坦。尖的部分為陽(yáng)極帶電，平坦處則為陰極帶電。
寶石中的祖母綠和海藍(lán)寶同樣都是四面體，6個(gè)相連，不過(guò)上下對(duì)稱(chēng)。雖然成分相似，但不具有電極。只有電氣石形成陽(yáng)極與陰極帶電形狀的結(jié)晶。
此形狀原本是不可能產(chǎn)生電氣的。但是電氣石結(jié)晶中，井然有序排列的正電子和負(fù)電子，加熱過(guò)后，電子會(huì)到達(dá)結(jié)晶的兩極，而產(chǎn)生正電與負(fù)電，此現(xiàn)象稱(chēng)為焦電。
另外，電子分別傳到兩極，在承受壓力或張力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生正電與負(fù)電，稱(chēng)為壓電現(xiàn)象。電氣石即藉由上述兩種方法產(chǎn)生電氣。
在此，我們?cè)僭敿?xì)探討一下焦電。前文曾提及，電氣時(shí)的結(jié)晶一端是尖的，加熱過(guò)后，會(huì)產(chǎn)生正電，另一端則產(chǎn)生負(fù)電。
兩端加熱，可吸引灰塵和紙片。使用相同的碧璽，做相同的實(shí)驗(yàn)，會(huì)得到相同的結(jié)果。法國(guó)物理學(xué)家居里兄弟即利用此法，確認(rèn)電氣的發(fā)生。
由此可知，電氣石具有永久電極，灰塵和紙片會(huì)附著，就是因?yàn)楫a(chǎn)生電氣，釋放出會(huì)吸附在電氣石表面的離子造成的結(jié)果。
電氣石的焦電，不只可以利用高溫加熱，只要在低溫時(shí)產(chǎn)生熱變化，就會(huì)發(fā)生。如果是采用加熱的方法，則不加熱至100攝氏度，就不會(huì)產(chǎn)生焦電。冷卻時(shí)，電子才會(huì)開(kāi)始分極。加熱發(fā)生膨脹、歪斜，產(chǎn)生電壓后，電氣方會(huì)生成，稱(chēng)為二次焦電。
電氣石在低溫時(shí)，只需要稍微加溫，就會(huì)產(chǎn)生焦電，稱(chēng)為原生焦電。即使是些許的溫度差，都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以用途更為廣泛。
電氣石的結(jié)晶由于正電子與負(fù)電子井然有序的排列，因此，加諸壓力，形成歪斜現(xiàn)象時(shí)，結(jié)晶表面會(huì)帶電。壓電是只有在結(jié)晶形成非對(duì)稱(chēng)的情況下才會(huì)發(fā)生。所以除了電氣石外，另有會(huì)產(chǎn)生電壓的礦物，但是實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生壓電的礦物，目前確認(rèn)只有電氣石。
一旦朝電氣石結(jié)晶縱方向加諸壓力時(shí)，就會(huì)朝縱方向極化（偏振化）。此外，朝橫方向加諸壓力時(shí)，具有朝縱橫兩方向極化的優(yōu)點(diǎn)。
而水晶則必須朝橫方向加諸壓力，才會(huì)極化，朝縱方向則否。
碧璽朝縱橫方向加諸壓力都會(huì)極化，產(chǎn)生電氣，因此，若欲加工產(chǎn)生電壓，碧璽是一種很好的礦物。
加溫中的電氣石，冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦電。在壓力減弱，恢復(fù)原狀時(shí)，或者相反的加諸拉扯的張力時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電壓。加諸一個(gè)能量，卻得到雙重的結(jié)果，即碧璽具有的一大優(yōu)點(diǎn)。
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