汤姆逊效应

如果两种不同的导体连接成回路，且两接头的温度T1和T2不同时，则回路中产生电动势,会有电流出现。此现象是T.J.塞贝克在1821年发现的。温差电动势与两接头的温度势及两种材料的性质有关，可用温差电动势率S12，即单位温差产生的电动势来描述这一效应。

珀耳帖效应是指当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。这是J.C.A.珀耳帖在1834年发现的。如果电流通过导线由导体1流向导体2，则在单位时间内，导体1处单位面积吸收的热量与通过导体1处的电流密度成正比 。

威廉·汤姆逊1824年生于爱尔兰，父亲詹姆士是贝尔法斯特皇家学院的数学教授，后因任教格拉斯哥大学，在威廉8岁那年全家迁往苏格兰的格拉斯哥。汤姆逊十岁便入读格拉斯哥大学 (你不必惊讶，在那个时代，爱尔兰的大学会取录最有才华的小学生)，约在14岁开始学习大学程度的课程，15岁时凭一篇题为“地球形状”的文章获得大学的金奖章。汤姆逊后来到了剑桥大学学习，并以全年级第2名的成绩毕业。他毕业后到了巴黎，在勒尼奥的指导下进行了一年实验研究。1846年，汤姆逊再回到格拉斯哥大学担任自然哲学 (即物理学) 教授，直到1899年退休为止。

汤姆逊在格拉斯哥大学创建了第一所现代物理实验室；24岁时发表一部热力学专著，建立温度的“绝对热力学温标”；27岁时发表《热力学理论》一书，建立热力学第二定律，使其成为物理学基本定律；与焦耳共同发现气体扩散时的焦耳－汤姆逊效应；历经9年建立欧美之间永久大西洋海底电缆，由此获得“开尔文勋爵”的贵族称号。

汤姆逊一生研究范围相当广泛，他在数学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地球科学等方面都有重大贡献 。

1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓“塞贝克效应”。1834年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓珀尔帖效应。1837年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热（制冷）量的多少与电流的大小成正比。

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。这一现象后叫汤姆孙效应（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） 。

温差电现象：在固态或液态导体中,利用三种相互关联的现象:塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆孙效应（包括磁场对每个效应的影响），把内能直接转换成电能(或其逆过程)的现象。

这三种热电现象都是可逆的。

在半导体中同样存在着上述三种温差电现象，而且效应比金属导体中显著得多。如金属中温差电动势率约为0～10微伏/摄氏度之间，在半导体中常为几百微状/摄氏度，甚至达到几毫伏/摄氏度。因此金属中的塞贝克效应主要用于温差电偶（用作温度计）；而半导体可用于温差发电。珀耳帖效应可用于致冷。一级致冷，温差可达50～60°C；二级致冷可达70～80°C；三级致冷可达90～100°C。由于低温下材料的致冷性能变差，所以一般只作到三级左右 。2100433B

壁效应是指各类化工设备器壁的影响。这种影响主要是指靠近器壁的空间结构与其他部分有很大差别，器壁处的流动状况、传质、传热状况与主流体中也有很大差别。当采用实验规模的小型设备研究传质、传热、反应的规律时，器壁的影响远比大型设备为大。

壁效应可根据对象分为：岸壁效应、斜壁效应、端壁效应、附壁效应等，其中岸壁效应最为常见。

磁效应主要有磁－力效应、磁声效应、磁光效应、磁热效应和磁电效应以及它们的逆效应。

电流的磁效应

1. 何谓电流的磁效应？

a. 电流的磁效应（动电会产生磁）：奥斯特发现：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。

b. 非磁性金属通以电流，却可产生磁场，其效果与磁铁建立的磁场相同。

2. 通有电流的长直导线周围产生的磁场。

a. 在通电流的长直导线周围，会有磁场产生，其磁力线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直。

b.安培定律：通有电流的长直导线周围所建立的磁场强弱，和导线上的电流大小成正比，和导线间的距离成反比。

c. 磁场（或磁力线）的方向：可由右手螺旋定则来决定。

2. 电流方向：右手握住导线，大拇指指向电流的方向。

3. 磁场（或磁力线）方向：四指所指的方向。

4. 载流螺线管产生的磁场

a. 螺线形线圈相当于数十个圆盘形薄磁铁之N极与S极头尾相连所形成的磁场，就好像一个长圆柱形磁铁所造成的磁场。

b. 通有电流的螺线形线圈绕得愈紧密，也就是说单位长度内的匝

数愈多，则轴心处的磁场愈强。

c. 螺线形线圈磁场方向的判定【右手螺旋定则变化】：以右手握住线圈，四指弯曲指向电流方向，大拇指所指的方向即为线圈N 极的一端，也就是线圈内磁力线的方向。

d. 在线圈内部，磁力线的方向是由S极指向N极，离开线圈後，磁力线的方向是由N极指向S极。

e. 圈内磁场较圈外强。

5. 电磁铁的原理

a. 将铁钉（或软铁）插入一螺线形线圈内部，则当线圈通有电流时，线圈内部的磁场将使铁钉磁化，具有磁性。

b. 铁钉磁化後所生成的磁场，加上原有线圈内的磁场，使得总磁场强度大为增强。

c. 当电流切断时，线圈及铁钉的磁性随即消失，利用这种方式得到的磁铁，称为电磁铁。

d. 增强螺线管线圈磁场方法【1】增加单位圈数【2】增强线圈电流【3】放入软磁铁

6. 电磁铁的特性

a. 可藉增大电流及增加线圈数，使其磁力远大于天然磁铁。可以吊运巨大的钢板或废弃汽车。安培计、伏特计中也有电磁铁。

b. 通电产生磁性，电流停止则磁性消失，可随意改变大小和方向，用起来比永久磁铁方便。

磁效应构造

1.线圈（电枢）和铁芯：以细漆包线在铁芯外部缠绕成线圈，以线圈连接转轴可以自由转动。此为电磁铁。

2.场磁铁：为永久磁铁，置于线圈外围。

3.集电环（半圆形金属环）：漆包线两端引线各连接在两个紧贴转轴的半圆形金属环上。

4.电刷：与集电环微微接触，电源提供的电流由电刷输入或自线圈输出。

磁效应原理

1.直流电源流入电磁铁的线圈中，电磁铁产生磁场，并与场磁铁的磁场产生排斥。

2.每转180度，因半圆形金属环跳至另一个电刷，电流方向改变，线圈极性随之改变，使电磁铁与外围磁场始终保持，排斥状态，才能让线圈持续转动。 在磁场中受力作用转动。

震磁效应是由于某些物质有压磁效应或磁致伸缩现象，从而，认为不仅大地震发生后会在局部地区出现地磁场的变化，而且在大地震发生前，由于物质遭受不同的挤压或不同的温度影响，也会使物质的磁性发生变化并反映为局部地磁场异常变化。

因此，利用这种变化有可能预测大地震。还有人认为地震的孕育、发生和发展与局部地磁场的变化是有联系的，并将这种联系统称为震磁效应。为了利用震磁效应必须消除外空电流体系变化对地磁场的影响，大多利用两个或两个以上地磁台（按不同的磁经或磁纬选取）资料相减的办法，来提取震磁效应的“信息” ，进行分析预报地震。