SCIENCE 3D | 압전 효과

무슨 일이 일어났나

MagLab 연표에 따르면 1880 년 퀴리 형제는 힘을 받은 어떤 결정에서 전기가 생기는 것을 실험으로 보였습니다. 이 현상을 압전 효과(피에조 효과)라고 합니다.

결정을 누르면 속의 양이온과 음이온이 조금씩 비켜나 양쪽 면에 + 와 − 전하가 나타납니다. 생기는 전하는 압전 계수 × 누르는 힘입니다.

시뮬레이터에서 압전 계수 3×10⁻¹⁰ C/N(보기 값) 결정을 100 N 으로 누르면 전하 30.0 nC 가 생기고, 전기 용량 10 pF 에서 전압은 3.00 kV 입니다. 전하는 아주 작아도 용량이 작으면 전압이 커서 불꽃을 튀길 수 있습니다.

거꾸로 결정에 전압을 걸면 결정이 늘었다 줄었다 하며 떱니다. NIST 에 따르면 수정 시계는 수정의 이 압전 성질 덕분에, 일정한 진동수로 떠는 수정으로 시간을 잽니다.

💡 생활 속 예시

누르면 «딱» 소리와 함께 불꽃이 튀는 점화 장치 가운데에는 작은 망치로 압전 결정을 때려 높은 전압을 만드는 것이 있습니다.
병원 초음파 검사기의 탐촉자는 압전 소재라서, 전기장을 걸면 소리를 내고 되돌아온 소리를 받으면 전기 신호를 냅니다(NIBIB).
쿼츠 손목시계 속 수정은 흔히 1 초에 32 768 번 떨며(NIST) 시곗바늘의 박자를 맞춥니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

쿼츠 시계는 태엽이 풀리는 힘으로 박자를 맞춘다.
NIST 에 따르면 수정 시계는 수정 결정의 압전 성질 덕분에 움직이고, 수정에 전류를 걸면 일정한 진동수로 떱니다. 출처
전기를 만들려면 꼭 발전기(자석과 코일)나 전지가 있어야 한다.
MagLab 연표에 따르면 퀴리 형제는 1880 년 힘을 받은 어떤 결정에서 전기가 생기는 것을 실험으로 보였습니다. 출처

누가 왜 찾았나

1880 년 프랑스의 피에르 퀴리와 폴자크 퀴리 형제는 힘을 받은 어떤 결정에서 전기가 생기는 것을 실험으로 보였습니다(MagLab). 이 성질 덕분에 1927 년 벨 연구소의 호턴과 메리슨은 수정 진동자로 첫 시계를 만들었고(NIST), 1969 년 12 월 25 일에는 도쿄에서 세이코 쿼츠 아스트론 35SQ 손목시계가 나왔습니다(IEEE 기록).

확인된 값

압전 효과를 처음 실험으로 보임 — 피에르 · 폴자크 퀴리 형제(Pierre · Paul-Jacques Curie), 프랑스 (MagLab 연표 1880 칸): 1880 출처
수정 진동자로 첫 시계를 만든 해 — 호턴(J. W. Horton) · 메리슨(W. A. Marrison), 벨 연구소: 1927 출처
수정 시계는 수정의 압전 성질 덕분에 움직인다: piezoelectric property of quartz 출처
수정에 전류를 걸면 일정한 진동수로 떨린다(공명): resonates at a constant frequency 출처
쿼츠 시계 · 스톱워치 수정 진동자의 가장 흔한 진동수 (2¹⁵ Hz): 32768 Hz 출처
처음 일반에 판 쿼츠 손목시계(세이코 쿼츠 아스트론 35SQ)가 나온 날 — 도쿄: 1969-12-25 출처
세이코 아스트론의 수정 진동수: 8192 Hz 출처
초음파 탐촉자의 압전 소재 — 전기장을 걸면 소리를 내고, 소리를 받으면 전기장을 낸다: electric field ↔ sound 출처
의료 초음파 탐촉자가 쓰는 진동수 대역: MHz range 출처
퀴리 형제가 보인 것 — 힘(기계적 응력)을 받은 어떤 결정에서 전기가 생긴다 (MagLab 연표 1880 칸): electricity in crystals under mechanical stress 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기

출처

https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/timeline/1880-1889/(확인 2026-11-12)
https://tf.nist.gov/general/pdf/1279.pdf(확인 2026-11-12)
https://tf.nist.gov/general/pdf/2281.pdf(확인 2026-11-12)
https://ethw.org/Milestones:Electronic_Quartz_Wristwatch,_1969(확인 2026-11-12)
https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/ultrasound(확인 2026-11-12)

이어서 보기

빛으로 전기 만들기 (광기전력 효과)