碧玺为什么叫“电气石”？

在中国，“碧玺”这个词语最早出现在清朝，是一品和二品官员的顶戴花翎的材料之一，也用来制作他们佩戴的朝珠。同时，碧玺也是慈禧太后的最爱，因此在慈禧太后时代，碧玺在中国受到了前所未有的重视。清朝慈禧太后的殉葬品中，有一朵用碧玺雕琢而成的莲花，重量为36两8钱，以及一个西瓜碧玺做成的枕头，当时就值75万两白银。

言归正传，碧玺是矿物中唯一会产生电气的矿石，在受热时会带上电荷，这种现象称为热释电效应，碧玺这一特性的秘密在于结晶的形状。

电气石的结晶呈柱状形，两端的三个面以一百二十度的角度结合，上方的角度为一百二十度，下方的角度为一百八十度。

为什麽会呈现这种形状呢? 硅酸盐矿物基本形状是四面体，电气石则为四面体积端部分朝上，形成六个相连的六角型。

基本形状为上端稍尖，下侧稍平坦。尖的部分为阳极带电，平坦处则为阴极带电。

宝石中的祖母绿和海蓝宝同样都是四面体，六个相连，不过上下对称。虽然成分相似，但不具有电极。只有电气石形成阳极与阴极带电形状的结晶。

此形状原本是不可能产生电气的。但是电气石结晶中，井然有序排列的正电子和负电子，加热过后，电子会到达结晶的两极，而产生正电与负电，此现象称为焦电。

另外，电子分别传到两极，在承受压力或张力时，会产生正电与负电，称为压电现象。电气石即藉由上述两种方法产生电气。

在此，我们再详细探讨一下焦电。前文曾提及，电气时的结晶一端是尖的，加热过后，会产生正电，另一端则产生负电。

两端加热，可吸引灰尘和纸片。使用相同的碧玺，做相同的实验，会得到相同的结果。居里兄弟即利用此法，确认电气的发生。

由此可知，电气石具有永久电极，灰尘和纸片会附著，就是因为产生电气，释放出会吸附在电气石表面的离子造成的结果。

电气石的焦电，不只可以利用高温加热，只要在低温时产生热变化，就会发生。如果是採用加热的方法，则不加热至一百度，就不会产生焦电。冷却时，电子才会开始分极。加热发生膨胀、歪斜，产生电压后，电气方会生成，称为二次焦电。

电气石在低温时，只需要稍微加温，就会产生焦电，称为原生焦电。即使是些许的温度差，都会发生反应，所以用途更为广泛。

电气石的结晶由于郑电子与负电子井然有序的排列，因此，加诸压力，形成歪斜现象时，结晶表面会带电。压电是只有在结晶形成非对称的情况下才会发生。所以除了电气石外，另有会产生电压的矿物，但是实际上会产生压电的矿物，目前确认只有电气石。

一旦朝电气石结晶纵方向加诸压力时，就会朝纵方向极化(偏振化)。此外，朝横方向加诸压力时，具有朝纵横两方向极化的优点。

而水晶则必须朝横方向加诸压力，才会极化，朝纵方向则否。

碧玺朝纵横方向加诸压力都会极化，产生电气，因此，若欲加工产生电压，碧玺是一种很好的矿物。

加温中的电气石，冷却时会产生焦电。在压力减弱，恢复原状时，或者相反的加诸拉扯的张力时，也会产生电压。加诸一个能量，却得到双重的结果，即碧玺具有的一大优点。

【编辑：张洁】
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