Pyroelektrischer Effekt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Strom für Anfänger
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Der pyroelektrische Effekt ist das Auftreten von Ladungen auf den Oberflächen eines Kristalls, wenn sich die Temperatur ändert (sowohl beim Erhitzen als auch beim Abkühlen). Dieser Effekt ist seit langem bekannt; jedenfalls wurde die Reaktion des Turmalins auf die Erwärmung durch Sonnenstrahlen von F. Epinus (1762) und I. Wilke (1768) untersucht. Als Strahlungsempfänger verfügen Pyroelektrika über eine sehr hohe Empfindlichkeit; sie reagieren nur auf den variablen Anteil des Strahlungsflusses und verfügen über einen sehr breiten Frequenzbereich.
Die Hauptanwendung der Pyroelektrika ist die Erkennung und Messung von Strahlung verschiedener Frequenzen: Infrarot, Ultraviolett, Millimeterwellen sowie die Temperaturmessung. Pyroelektrika werden in Nachtsichtgeräten, Sicherheitsalarmen, Feuermeldern und verschiedenen physischen Geräten verwendet.
Ein Merkmal der Pyroelektrika ist der pyroelektrische Koeffizient γm, der die Potenzialänderung an den Kristallflächen bei einer Temperaturänderung um ein Grad bestimmt. So entsteht beispielsweise auf einem Würfel aus Zinkoxid mit den Maßen 1x1x1 cm bei einer Temperaturänderung um 1 Grad ein Potential von 750 V und auf demselben Kristall aus Triglycinsulfat - 10000 V. Obwohl die Energie dieser elektrischen Signale gleich ist sehr klein (bzw. 10-7 und 10-4 J), aber moderne elektrometrische Instrumente (einschließlich Operationsverstärker) ermöglichen die Nutzung dieser außergewöhnlich hohen Empfindlichkeit.
Vergleichseigenschaften verschiedener Pyroelektrika sind in der Tabelle aufgeführt, wobei R die Dichte des Materials, γm der pyroelektrische Koeffizient und S der Spektralbereich der Wellenübertragung in Mikrometern ist.
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