Чудесные кристаллы

ЦЕЙЛОНСКИЙ МАГНИТ

Человечеству давно известны электрические свойства некоторых веществ. Еще древним грекам, жившим за несколько веков до нашей эры, была известна таинственная притягательная сила, возникающая в янтаре при его натирании. Своим названием электричество и обязано янтарю, поскольку это слово происходит от слова «электрон», что по-гречески означает «янтарь».

Электрические свойства кристаллов, и в частности кристаллов турмалина, с незапамятных времен были известны на Цейлоне и в древней Индии. Было установлено, что кристалл турмалина, помещенный в горячий пепел, сначала притягивает пепел, а затем отталкивает его. Однако прошли века и даже тысячелетия, пока об этом удивительном свойстве узнали в Европе. Это было время длительных, рискованных, но выгодных походов европейских купцов в Индию за пряностями, тонкими узорчатыми тканями, диковинными камнями. Вместе с этими драгоценностями и был завезен в Европу кристалл турмалина — черный блестящий минерал.

И не столько красота, сколько таинственные свойства турмалина привлекали всеобщее внимание. «Цейлонский магнит», «пеплопритягатель» — такие забавные названия кристаллов турмалина можно встретить в старых учебниках минералогии. Было установлено, что кристалл турмалина притягивает не только горячий пепел, но и обрывки бумаги, волосы и другие легкие тела.

Был проведен такой опыт: нагретый кристалл через шелковое сито посыпали смесью порошков серы и сурика. Оказалось, что кристалл турмалина сразу разделяет смесь порошков на красный сурик и желтую серу: сера прилипает к одному концу кристалла, а сурик — к другому. При трении о шелковые нити сита порошок электризуется, причем сера получает отрицательный заряд, а сурик — положительный. Известно, что отрицательно заряженные тела притягиваются лишь к положительному заряду и, наоборот, положительно заряженные тела — только к отрицательному. Стало быть, при нагревании кристалл турмалина электризуется, причем на одном конце его появляются отрицательные электрические заряды, а на другом — положительные. Подобные опыты проводились и с другими кристаллами, которые также электризовались при нагревании.

Это явление получило название пироэлектричества, что в переводе означает электричество, возникающее от огня (от греческого слова «пирос» — огонь). Позже было установлено, что пироэлектричество тесно связано с пьезоэлектричеством. Однако потребовалось длительное время, прежде чем ученые узнали об этом.

Шли годы. В течение нескольких веков ученые многих стран шаг за шагом открывали новые удивительные свойства кристаллов. Начало кристаллографии — учению о свойствах, происхождении и выращивании кристаллов— было положено датчанином Николаем Стеноном в 1669 году. Большой вклад в эту науку внесли русские кристаллографы Федоров и Гадолин.

И только после того как были изучены основные свойства кристаллов и люди научились получать и использовать электрическую энергию, молодые французские ученые братья Пьер и Жак Кюри в 1880 году открыли явление пьезоэлектричества. Это открытие было не случайным. Своим успехом братья Кюри обязаны напряженному творческому труду многих ученых и инженеров. Интересен тот факт, что Пьер Кюри был физиком, а Жак Кюри — кристаллографом.

Чем же руководствовались братья Кюри в своем открытии? Какие свойства кристаллов их интересовали?

Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо вспомнить строение вещества и рассказать о свойствах кристаллов.