LES CRISTAUX PIÉZO-ÉLECTRIQUES

§ 1 — Dégagement de rélectricité par la compression de substances

cristallisées.

MM. Pierre et Jacques Curie (*) ont montré que l'on pouvait obtenir un dégagement d'électricité sur les cristaux hémièdres non seulement par des variations de température, mais encore par des variations de pression. Leurs recherches sont devenues le point de départ de Fétude, aujourd'hui très étendue, des phénomènes piézo- électriques* Nous allons indiquer ici quelques principes théoriques qui permettent d'éclairer cette étude.

Considérons un cristal à l'étal naturel, et prenons pour axes de coordonnées trois droites rectangulaires quelconques OÇ, Ovi, OÇ. La grandeur Çk^ [x, v) a, par rapport à ces trois droites, des composantes Xq, [^o '^o- Si le cristal est homogène, nous savons qu'il présente à son intérieur une polarisation uniforme ayant pour composantes

(1) \ ll'oo--^ — ^(ÔsiXo-+-ûmK0-^5ï3Vo),

Le cristal, mis en communication avec le sol, lorsque l'équilibre électrique est établi, présente à sa surface une densité

(2) (To= cl,o cos(N/, x) -f- iJbo COS(N|, J') H- ©0 cos(N/, z\

(») p. et J. Curie, Développement par compression de l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées {Bulletin de la Société de Minéralogie^ t. III, p. 90; 1880).

qui masque, à Textérleur, reffel de la polarisation interne du cris ta].

Faisons subir au cristal une légère déformation. Soient

dU dV d\J les composantes des dilatations suivant les axes Oç, 0>3, OÎJ et

las composantes des glissements. Les quantités X, u, v d'un côté,

et les quantités -^ d'un autre côté, varieront. Nous admettrons

l'hypothèse simplificatrice suivante, qui semble suffisante pour l'étude des phénomènes piézo-électriques :

Les variations des quantités X, [jl, v sont grandes par rap-

port aux variations des quantités H

Imaginons, en outre, que la déformation imposée au cristal laisse ce cristal homogène; le cas où le cristal ne serait plus homogène conduirait, en général, à des considérations trop compliquées pour qu'il y ait intérêt à les développer.

Nous aurons alors, à l'intérieur du cristal, une polarisation uniforme ayant pour composantes

-^la =— ^(^nÀ -f-8ij|A -h 0,8 v),

Cette polarisation exerce la même action extérieure qu'une couche électrique distribuée à la surface du cristal et ayant pour densité

(4) ff = — [al,cos(N/, ;r)-i-'0l)COs(N/,^')-h 3cos(N/,^)].

Supposons que, pendant la compression, le cristal ait été maintenu isolé et que sa substance soit très mauvaise conductrice de l'électricité. Pendant les premiers moments qui suivent la com-