热电效应

所谓的热电效应，是当受热物体中的电子(空穴)，由高温区往低温区移动时，产生电流或电荷堆积的一种现象。而这个效应的大小，则是用称为thermopower(Q)的参数来测量，其定义为Q=E/-dT(E为因电荷堆积产生的电场，dT则是温度梯度)。三个基本热电效应：塞贝克（Seebeck）效应，珀尔贴（Peltier）效应，汤姆逊效应。

塞贝克（Seebeck）效应

塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。 塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。 半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。

珀尔贴（Peltier）效应

珀尔贴（Peltier）效应，又称为第二热电效应，是指当电流通过A 、B两种金属组成的接触点时，除了因为电流流经电路而产生的焦耳热外，还会在接触点产生吸热或放热的效应，它是塞贝克效应的逆反应。

由于焦耳热与电流方向无关，因此珀尔贴热可以用反向两次通电的方法测得。

汤姆逊效应

1856年，汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。汤姆逊认为，在绝对零度时，帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆逊效应（Thomson effect），成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应（thermoelectric effect）。

汤姆逊效应是导体两端有温差时产生电势的现象，帕尔帖效应是带电导体的两端产生温差（其中的一端产生热量，另一端吸收热量）的现象，两者结合起来就构成了塞贝克效应。

热电效应包括下列三种基本效应：

（1）第一热电效应，亦 称为“塞贝克 （Seebeck） 效应”。把两种不同的 导体连接成闭合回路，如两个接点的温度不同，则 回路中将产生一个电势，称为“热电势”（图1a）， 且温度差越大，热电势亦越大。

（2）第二热电效 应，亦称为“珀尔帖 （Peltier） 效应”。当电流通 过由两种不同的金属组成的回路时，在金属导体中 除了产生焦耳热之外，还要在接点吸收或放出一定 热量——珀尔帖热（图1b）。

（3）第三热电效 应，亦称为“汤姆逊 （Thompson） 效应”。如果 使一金属导体两端保持恒定的温差ΔT，在时间τ 内通过电流i，则在两端点间依电流方向不同放出 或吸收一定的热量Q_T（汤姆逊热） ，且Q_T=σiτΔT

式中 σ——汤姆逊系数。汤姆逊效应是可逆的 （图1c）。

（a）塞贝克效应；（b）珀尔帖效应； （c）汤姆逊效应

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