B. Der Quarzkristall als Resonator
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B. Der Quarzkristall als Resonator.
V. Das Resonanzphänomen.
Der reziproke Piezoeffekt besagt, daß ein Quarzkristall eine Ver¬
größerung oder Verkleinerung bestimmter Längsdimensionen erleidet,
wenn in Richtung seiner elektrischen Achse ein elektisches Feld wirksam
ist. Die jeweils eingetretene Deformation kehrt das Vorzeichen um, wenn
das die Deformation erregende elektrische Feld seine Feldrichtung eben¬
falls umkehrt, d. h. wenn die das Feld hervorbringende elektrische Span¬
nung V ihr Vorzeichen wechselt. Die Anregung eines Quarz-Parallel-
epipedes durch ein elektrisches Wechselfeld zu periodischen Deforma¬
tionen ist zuerst von Langevin (279) ausgeführt und praktisch ausgenützt
worden. Er führte bereits im Jahre 1917 einen Unterwasser-Schall¬
apparat zur Echolotung vor, der darauf beruht, daß eine Quarzplatte,
deren Plattennormale parallel der X-Achse des Quarzkristalles verläuft,
durch eine hohe Wechselspannung in elastische Resonanzschwingungen
der Eigenfrequenz der Quarzplatte in Richtung ihrer Dickendimension
versetzt wird und dadurch zur Ausstrahlung intensiver Schallwellen ge¬
bracht wird. Langevin ist somit zum Begründer der modernen Ultra¬
schallphysik geworden, wenn auch neuerdings vielfach an Stelle des
Piezo-Strahlers ein magnetostriktiver Strahler getreten ist. Auf die
Langevin'sehe Anordnung wird auf Seite 218 näher hingewiesen werden.
Die Resonanzfrequenz des Langevin'sehen Resonators lag bei etwa
40000 Hz. W. G. Cady (77) hat demgegenüber das Verdienst, die An¬
wendungsmöglichkeit von Quarzstäben und Quarzplatten, die mittels
eines elektrischen Wechselfeldes gleicher Frequenz zu elastischen Re¬
sonanzschwingungen angeregt werden, als Frequenznormale und Oszilla¬
toren in dem Gebiet der hochfrequenten Schwingungen erkannt und
praktisch erprobt zu haben.
Man findet im Schrifttum die Bezeichnung Quarzresonator und
Quarzoszillator; beide sind jedoch ein und dasselbe. Der Quarzresonator
findet vorzugsweise als Frequenznormal Verwendung, während der Quarz¬
oszillator in Sendern als Steuerorgan zur Erzeugung einer sehr frequenz¬
konstanten Hochfrequenzschwingung verwendet wird. Da der Quarz¬
oszillator in jeder Weise denselben Gesetzmäßigkeiten wie der Resonator
unterliegt, da ferner unter dem Begriff Oszillator ein Sender verstanden
wird, unter dem Begriff Quarzoszillator aber ein Resonator versteckt
ist, der erst in Verbindung mit einem Oszillator zu einem Quarzoszillator
wird, so soll in diesem Buch das sonst irreführende Wort Quarzoszillator
dem quarzgesteuerten Sender vorbehalten bleiben, während wir
den „Quarzoszillator" als Steuerquarz bezeichnen wollen.
