石英晶体的上述特性与其内部分子结构有关。图5-3所示的是一个单元组体中构成石英晶体的硅离子和氧离子，ADG708BRUZ在垂直于z轴的xy平面上的投影，等效为一个正六边形排列。图中“+”号代表Si4+，“一”号代表02 -。

   当石英晶体未受外力作用时，正、负离子正好分布在正六边形的顶角上，形成3个互成1200夹角的电偶极矩Pl、P2、P3。因为P=qL，g为电荷量，￡为正、负电荷之间距离。此时正、负电荷重心重合，电偶极矩的矢量和等于零，即Pl +P? +P3 =0，所以晶体表面不产生电荷，即呈中性。

   当石英晶体受到沿戈轴方向的压力作用时，晶体沿戈轴方向将产生压缩变形，正、负离子的相对位置也随之变动。如图5-3 (b)所示，此时正、负电荷重心不再重合，电偶极矩在戈方向上的分量由于P．的减小和P2、只的增加而不等于零，即(Pl +P2 +P3)。>0。在戈轴的正方向出现正电荷，电偶极矩在y方向上的分量仍为零，不出现电荷。

   当晶体受到沿y轴方向的压力作用时，晶体的变形如图5-3 (c)所示，与图5-3 (b)情况相似，P，增大，而P2、P3减小。在戈轴上出现电荷，它的极性为z轴正向为负电荷。在y轴方向上不出现电荷。

   如果沿z轴方向施加作用力，因为晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同，所以正、负电荷重心仍保持重合，电偶极矩矢量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力，晶体不会产生压电效应。

   当作用力F。、F，的方向相反时，电荷的极性也随之改变。