Las sustancias isotrópicas presentan siempre el mismo comportamiento independientemente independientemente de la dirección, mientras que en las anisotrópicas las propiedades varían con la dirección. En el caso de la luz, los cristales anisótropos presentan presentan distintos valores de sus índice de refracción en función de la dirección en que se desvía la luz al atravesar el cristal.
La anisotropía es una consecuencia de la estructura interna del mineral. Si carece de organización interna (minerales amorfos) o si presenta una organización muy regular son isótropos, los demás son anisótropos. Los minerales que cristalizan en el Sistema Cúbico (o Regular), es decir, el de máxima simetría, con sus átomos o iones igualmente distribuidos en las tres tr es direcciones principales del espacio, son isótropos. Los pertenecientes al resto de los sistemas cristalinos (hexagonal, trigonal, tetragonal, rómbico, monoclínico y tr iclínico) son anisótropos, las disposiciones de sus elementos constituyentes varían con la dirección y por tanto su elasticidad para para las ondas luminosas también es diferente.
La piroelectricidad es la capacidad de algunos materiales para generar una tensión cuando se someten a calor o frío. Debido a la variación de la temperatura, se producen ligeros cambios en la posición de los átomos en los cristales como resultado, la polarización del cristal cambia. Esto desarrolla un voltaje a través del cristal. El voltaje que se desarrolla a través del cristal no es estable y cuando el cambio de temperatura permanece como tal, el voltaje cesa debido a fugas de corriente. Esto puede deberse al movimiento de electrones en los cristales. El termino piroelectricidad se originó a partir de la palabra griega Pyr fuego significado y el término de la electricidad. Todos Los materiales piroeléctricos también muestran la propiedad piezoeléctrica pero algunos materiales piezoeléctricos tienen una simetría cristalina que no permite la propiedad de piroelectricidad. Algunos cristales piroeléctricos cambian su cristal propiedad en respuesta a un cambio muy pequeño en el nivel de temperatura como se ve en los cristales utilizados para hacer los sensores PIR. En estos sensores pasivos infrarrojos, las emisiones infrarrojas pasivas debidas al calor corporal de los humanos generan voltaje a través de los cristales.
La palabra "piezo" significa presionar o apretar (de la palabra griega "piezein"). La piezoelectricidad es la electricidad (generación de potencial eléctrico) que se produce como resultado del efecto piezoeléctrico de algunos materiales cuando se someten a esfuerzos mecánicos o compresión o expansión. Esto fue revelado por primera vez por Pierre Curie y Jacques Curie en 1880. Este efecto es reversible, es decir, su efecto inverso también existen. Esto significa que cuando algún material (normalmente cristales y cerámicas) con la aplicación de potencial eléctrico puede dar lugar a cambios en el carácter mecánico (producir compresión o expansión o deformación). La razón del efecto piezoeléctrico es principalmente la estructura desigual de las moléculas en el cristal. Cuando se da el potencial eléctrico, la desigualdad o asimetría incrementa el resultado en la producción de piezoelectricidad . Generación de efecto piezoeléctrico sobre el material Ahora, podemos discutir cómo este efecto se produce dentro de la molécula del cristal o cerámica. Se dice que una molécula es simétrica cuando los ejes polares (una línea irreal que pasa por el centro de las cargas positivas y negativas en una molécula) de dipolos enteros permanecen en la misma orientación. Este cristal se llama monocristal que se representa a continuación.
Sin embargo, en el policristal, la orientación de los ejes polares será disímil que puede producir efecto piezoeléctrico como se representa en la figura 2.
El efecto piezoeléctrico se produce en este policristal calentándolo sometido a un campo eléctrico pesado. Como resultado del calentamiento, las moléculas cambiarán libremente y el campo eléctrico hace que el dipolo entero se forme unidireccional como se muestra en la Figura 3 (B) y se mantendrá en estado polarizado después de la eliminación del campo eléctrico pesado como se muestra en la Figura 3 (C).
Ahora, podemos pasar a la ilustración del efecto piezoeléctrico con la ayuda de la Figura 4. La Figura 4 (A) muestra el cristal piezoeléctrico sin ninguna aplicación de energía mecánica. Cuando el material se presiona o se comprime, se desarrolla una tensión en el centro de los dos electrodos. La polaridad será la misma que la del voltaje de polarización como se muestra en la Figura 4 (B). A continuación, el material se extiende y como resultado, se forma un voltaje que tiene polaridad opuesta como se muestra en la figura 4 (C). Para el efecto inverso o hacia atrás, se requiere la aplicación de un potencial pesado con diversa polaridad al cristal y el resultado en la ampliación del cristal se muestra en la Figura 4 (D). Si se aplica el voltaje que tiene la misma polaridad, el material piezoeléctrico experimentará una contracción como se muestra en la Figura 4 (E). En la Figura 4 (F), se muestra la respuesta del material cuando se aplica la tensión alterna. El material oscilará hacia adelante y hacia atrás con la misma frecuencia de la CA aplicada.
Materiales que exhiben el efecto piezoeléctrico Los cristales naturales tales como cuarzo o turmalina son cristales piezoeléctricos. Los otros materiales fabricados por el hombre son GaPO 4 , La 3 Ga 5 SiO 14 , BaTiO 3 , KNbO 3 , LiTaO 3 etc son materiales piezoeléctricos. El fluoruro de polivinilideno es un polímero que puede producir efecto piezoeléctrico. Aplicación de la piezoelectricidad Utilizado como fuentes de voltaje y potencia en encendedor de cigarrillos eléctricos, en equipos utilizados en campo de batalla, en transformador piezoeléctrico, etc. Como sensores en micrófonos, pastillas en guitarra y otros instrumentos musicales, monitorización de energía en tratamiento médico, etc. Como actuadores en altavoces, impresoras de chorro de tinta, motores piezoeléctricos, etc. Como estándar de frecuencia en reloj de cuarzo.
