medicina37巻11号

2000年10月発行

増刊号 臨床医のための最新エコー法 知っておきたいエコー法の基礎

ピエゾ電気現象とドプラ効果

著者： 金井浩¹

所属機関： ¹東北大学大学院工学研究科

ページ範囲：P.12 - P.15

圧電効果（piezoelectric effect）
　圧電体の結晶に機械的圧力を印加したとき，外力の大きさに比例して結晶の両端に電荷が発生する（電気分極が生じる）正圧電効果と，逆に，結晶体に電界を掛けると歪みが生じる逆圧電効果があり，両効果が電気エネルギーと機械エネルギー間の相互変換に利用されている．これらの現象の詳しいメカニズムを以下で説明する．
　図1aに示すように物質中の1組の正イオンと負イオンが，ばねで支えられて電気双極子を構成していることを考える．電気双極子の強さである電気双極子モーメントPは，2つのイオン間の距離lと電荷量qの積で表される（p＝ql）．双極子【BA】の軸上で十分離れた点W（r≫l）での電界Eは，双極子モーメントpに比例し，距離rの3乗に反比例する（E＝p／2πE₀γ³）．