塞貝克效應

Ⅰ 塞貝克效應的貢獻者

托馬斯·約翰·塞貝克 （也有譯做「西伯克」）1770年生於塔林（當時隸屬於東普魯士，現為愛沙尼亞首都）。塞貝克的父親是一個具有瑞典血統的德國人，也許正因為如此，他鼓勵兒子在他曾經學習過的柏林大學和哥廷根大學學習醫學。1802年，塞貝克獲得醫學學位。由於他所選擇的方向是實驗醫學中的物理學，而且一生中多半時間從事物理學方面的教育和研究工作，所以人們通常認為他是一個物理學家。
畢業後，塞貝克進入耶拿大學，在那裡結識了歌德。德國浪漫主義運動以及歌德反對牛頓關於光與色的理論的思想，使塞貝克深受影響，此後長期與歌德一起從事光色效應方面的理論研究。塞貝克的研究重點是太陽光譜，他在1806年揭示了熱量和化學對太陽光譜中不同顏色的影響，1808年首次獲得了氨與氧化汞的化合物。1812年，正當塞貝克從事應力玻璃中的光偏振現象時，他卻不曉得另外兩個科學家布魯斯特和比奧已經搶先在這一領域里有了發現。
1818年前後，塞貝克返回柏林大學，獨立開展研究活動，主要內容是電流通過導體時對鋼鐵的磁化。當時，阿雷格（Arago）和大衛（Davy）才發現電流對鋼鐵的磁化效應，賽貝克對不同金屬進行了大量的實驗，發現了磁化的熾熱的鐵的不規則反應，也就是我們所說的磁滯現象。在此期間，塞貝克還曾研究過光致發光、太陽光譜不同波段的熱效應、化學效應、偏振，以及電流的磁特性等等。
1820年代初期，塞貝克通過實驗方法研究了電流與熱的關系。1821年，塞貝克將兩種不同的金屬導線連接在一起，構成一個電流迴路。他將兩條導線首尾相連形成一個結點，他突然發現，如果把其中的一個結加熱到很高的溫度而另一個結保持低溫的話，電路周圍存在磁場。他實在不敢相信，熱量施加於兩種金屬構成的一個結時會有電流產生，這只能用熱磁電流或熱磁現象來解釋他的發現。在接下來的兩年裡時間（1822～1823），塞貝克將他的持續觀察報告給普魯士科學學會，把這一發現描述為「溫差導致的金屬磁化」。
塞貝克確實已經發現了熱電效應，但他卻做出了錯誤的解釋：導線周圍產生磁場的原因，是溫度梯度導致金屬在一定方向上被磁化，而非形成了電流。科學學會認為，這種現象是因為溫度梯度導致了電流，繼而在導線周圍產生了磁場。對於這樣的解釋，塞貝克十分惱火，他反駁說，科學家們的眼睛讓奧斯特（電磁學的先驅）的經驗給蒙住了，所以他們只會用「磁場由電流產生」的理論去解釋，而想不到還有別的解釋。但是，塞貝克自己卻難以解釋這樣一個事實：如果將電路切斷，溫度梯度並未在導線周圍產生磁場。所以，多數人都認可熱電效應的觀點，後來也就這樣被確定下來了。

Ⅱ 存在塞貝克效應的同時是不是也會存在帕爾貼效應，兩者是可以同時發生的關系嗎

溫差電效應是由於不同種類固體的相互接觸而發生的熱電現象。它主要有三種效應：塞貝克（Seebeck）效應、帕爾貼（Peltier）效應與湯姆遜（Thomson）效應。 ⑴塞貝克效應 若將導體（或半導體）A和B的兩端相互緊密接觸組成環路，若在兩聯接處保持不同溫度T1與T2，則在環路中將由於溫度差而產生溫差電動勢。在環路中流過的電流稱為溫差電流，這種由兩種物理性質均勻的導體（或半導體）組成的上述裝置稱為溫差電偶（或熱電偶），這是法國科學家塞貝克1821年發現的。後來發現，溫差電動勢還有如下兩個基本性質：①中間溫度規律，即溫差電動勢僅與兩結點溫度有關，與兩結點之間導線的溫度無關。②中間金屬規律，即由A、B導體接觸形成的溫差電動勢與兩結點間是否接入第三種金屬C無關。只要兩結點溫度T1、T2相等，則兩結點間的溫差電動勢也相等。正是由於①、②這兩點性質，溫差電現象如今才會被廣泛應用。 ⑵帕爾貼（Peltier）效應 1834年帕爾貼發現，電流通過不同金屬的結點時，在結點處有吸放熱量Qp的現象。吸熱還是放熱由電流方向確定，Qp稱為帕爾貼熱。其產生的速率與所通過的電流強度成正比，即其中Π12稱帕爾貼系數，其大小等於在結點上每通過單位電流時所吸放的熱量。電流通過兩種不同金屬構成的結點時會吸放熱的原因是在結點處集結了一個帕爾貼電動熱，帕爾貼熱正是這電動勢對電流做正功或負功時所吸放的熱量。考慮到不同的金屬具有不同的電子濃度和費米能EF，兩金屬接觸後在結點處要引起不等量的電子擴散，致使在結點處兩金屬間建立了電場，因而建立了電勢差（當然，上述解釋僅考慮了產生溫差電現象的某一方面因素，實際情況要復雜得多）。由此可見，帕爾貼電動勢應是溫度的函數，不同結的帕爾貼電動勢對溫度的依賴關系也可不同。上述觀點也能用來解釋當電流反向時，兩結對帕爾貼熱的吸放應倒過來，因而是可逆的。一般金屬結的帕爾貼電勢為μV量級，而半導體結可比它大數個量級。 ⑶湯姆孫效應 1856年W·湯姆孫（即開爾文）用熱力學分析了塞貝克效應和佩爾捷效應後預言還應有第三種溫差電現象存在。後來有人從實驗上發現，如果在存在有溫度梯度的均勻導體中通過電流時，導體中除了產生不可逆的焦耳熱外，還要吸收或放出一定的熱量，這一現象定名為湯姆孫效應，所吸放的熱量稱為湯姆孫熱。湯姆孫熱與佩爾捷熱的區別是，前者是沿導體（或半導體）作分布式吸放熱，後者在結點上吸放熱。湯姆孫熱也是可逆的，但測量湯姆孫熱比測量佩爾捷熱困難得多，因為要把湯姆孫熱與焦耳熱區分開來較為困難。 ⑷溫差發電器 溫差電現象主要應用在溫度測量、溫差發電器與溫差電製冷三方面。溫差發電是利用塞貝克效應把熱能轉化為電能。當一對溫差電偶的兩結處於不同溫度時，熱電偶兩端的溫差電動勢就可作為電源。常用的是半導體溫差熱電偶；這是一個由一組半導體溫差電偶經串聯和並聯製成的直流發電裝置。每個熱電偶由一N型半導體和一P型半導體串聯而成，兩者聯接著的一端和高溫熱源接觸，而N型和P型半導體的非結端通過導線均與低溫熱源接觸，由於熱端與冷端間有溫度差存在，使P的冷端有負電荷積累而成為發電器的陰極；N的冷端有正電荷積累而成為陽極。若與外電路相聯就有電流流過。這種發電器效率不大，為了能得到較大的功率輸出，實用上常把很多對溫差電偶串、並聯成溫差電堆。 ⑸溫差電製冷器 根據佩爾捷效應，若在溫差電材料組成的電路中接入一電源，則一個結點會放出熱量，另一結點會吸收熱量。若放熱結點保持一定溫度，另一結點會開始冷卻，從而產生製冷效果。半導體溫差電製冷器也是由一系列半導體溫差電偶串、並聯而成。溫差電製冷由於體積十分小，沒有可動部分（因而沒有噪音），運行安全故障少，並且可以調節電流來正確控制溫度。它可應用於潛艇、精密儀器的恆溫槽、小型儀器的降溫、血漿的儲存和運輸等場合。

Ⅲ 塞貝克系數是什麼

塞貝克系數可用來表徵塞貝克效應的大小。其表達式為S=dV/dT。

其中，dT為熱電材料上兩點間的溫度差；dV為相應兩點間的溫差電動勢。熱電材料中，當電子為多子時，冷端為負，S為負值；當空穴為多子時，熱端為負，S為正值。

塞貝克效應的成因可以簡單解釋為在溫度梯度下導體內的載流子從熱端向冷端運動，並在冷端堆積，從而在材料內部形成電勢差，同時在該電勢差作用下產生一個反向電荷流，當熱運動的電荷流與內部電場達到動態平衡時，半導體兩端形成穩定的溫差電動勢。

(3)塞貝克效應擴展閱讀

塞貝克效應若將導體A和B的兩端相互緊密接觸組成環路，若在兩聯接處保持不同溫度T1與T2，則在環路中將由於溫度差而產生溫差電動勢。

在環路中流過的電流稱為溫差電流，這種由兩種物理性質均勻的導體組成的上述裝置稱為溫差電偶，這是法國科學家塞貝克1821年發現的。

後來發現，溫差電動勢還有如下兩個基本性質：①中間溫度規律，即溫差電動勢僅與兩結點溫度有關，與兩結點之間導線的溫度無關。②中間金屬規律，即由A、B導體接觸形成的溫差電動勢與兩結點間是否接入第三種金屬C無關。

Ⅳ 請問塞貝克（seeback)效應是怎麼回事，它的微觀理論是什麼為什麼會產生這樣的效應

即溫差電效應，塞貝克 (Seebeck) 於 1821 發現在兩種不同金屬的連線，若將連線的一結點置於高溫狀態 T2（熱端），而另一端處於開路且處於低溫狀態 T1 冷端，則在冷端存在開路電壓 ΔV，此種現象被稱為塞貝克效應，Seebeck 電壓 ΔV 與熱冷兩端的溫度差 ΔT 成正比，即

ΔV = kΔT = k(T2 - T1)

其中 k 是塞貝克參數，由材料本身的電子能帶結構決定的。

微觀解釋大致是：所有可導電的材質皆會因內部當存在不同的溫度分布層次(溫度梯度)而產生相對不同的熱電動勢。

半導體由於具備優異的熱電性能，成為製作賽貝爾效應模塊的首選材料。從應用的角度講，決定一種半導體熱電材料的優劣不能僅憑其塞貝克參數的大小，還必須綜合考慮其電導率，熱導率等諸多因素。

Ⅳ 塞貝克效應溫差發電的主要缺點是什麼

塞貝克效應其實就是利用不同材料（導體或者半導體）組成迴路，若在兩端不同材料連接處存在溫度差，迴路中及有電流流過。就是內能轉換成電能的過程。
想用溫差發電的話，首先要製造溫差，製造溫差是需要能耗的，並且你的溫度差不能做到無限大，所以你發出的電只能是弱電還行，熱電偶就是一個常見的應用案例。
熱電偶就是將溫度差轉換成電能，感應兩端的電動勢並通過儀表轉換成溫度顯示。
以上希望對你有幫助！

Ⅵ 有塞貝克效應的金屬有哪些

怎麼可能有全部金屬目錄。。。熱電效應是當前研究的熱點，經常有新的合金體系被報道具有更高的熱電優值，從我們研究的方向上看來一般都是包含Bi、Te的合金體系。

Ⅶ 某小組自學「塞貝克效應」後，知道了在兩種金屬組成的迴路中，如果使兩個接觸點的溫度不同，在迴路中將會