石英晶體的上述特性與其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。圖5-3所示的是一個(gè)單元組體中構(gòu)成石英晶體的硅離子和氧離子，ADG708BRUZ在垂直于z軸的xy平面上的投影，等效為一個(gè)正六邊形排列。圖中“+”號(hào)代表Si4+，“一”號(hào)代表02 -。

   當(dāng)石英晶體未受外力作用時(shí)，正、負(fù)離子正好分布在正六邊形的頂角上，形成3個(gè)互成1200夾角的電偶極矩Pl、P2、P3。因?yàn)镻=qL，g為電荷量，￡為正、負(fù)電荷之間距離。此時(shí)正、負(fù)電荷重心重合，電偶極矩的矢量和等于零，即Pl +P? +P3 =0，所以晶體表面不產(chǎn)生電荷，即呈中性。

   當(dāng)石英晶體受到沿戈軸方向的壓力作用時(shí)，晶體沿戈軸方向?qū)a(chǎn)生壓縮變形，正、負(fù)離子的相對(duì)位置也隨之變動(dòng)。如圖5-3 (b)所示，此時(shí)正、負(fù)電荷重心不再重合，電偶極矩在戈方向上的分量由于P．的減小和P2、只的增加而不等于零，即(Pl +P2 +P3)。>0。在戈軸的正方向出現(xiàn)正電荷，電偶極矩在y方向上的分量仍為零，不出現(xiàn)電荷。

   當(dāng)晶體受到沿y軸方向的壓力作用時(shí)，晶體的變形如圖5-3 (c)所示，與圖5-3 (b)情況相似，P，增大，而P2、P3減小。在戈軸上出現(xiàn)電荷，它的極性為z軸正向?yàn)樨?fù)電荷。在y軸方向上不出現(xiàn)電荷。

   如果沿z軸方向施加作用力，因?yàn)榫w在x方向和y方向所產(chǎn)生的形變完全相同，所以正、負(fù)電荷重心仍保持重合，電偶極矩矢量和等于零。這表明沿z軸方向施加作用力，晶體不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。

   當(dāng)作用力F。、F，的方向相反時(shí)，電荷的極性也隨之改變。