塞贝克效应

Ⅰ 塞贝克效应的贡献者

托马斯·约翰·塞贝克 （也有译做“西伯克”）1770年生于塔林（当时隶属于东普鲁士，现为爱沙尼亚首都）。塞贝克的父亲是一个具有瑞典血统的德国人，也许正因为如此，他鼓励儿子在他曾经学习过的柏林大学和哥廷根大学学习医学。1802年，塞贝克获得医学学位。由于他所选择的方向是实验医学中的物理学，而且一生中多半时间从事物理学方面的教育和研究工作，所以人们通常认为他是一个物理学家。
毕业后，塞贝克进入耶拿大学，在那里结识了歌德。德国浪漫主义运动以及歌德反对牛顿关于光与色的理论的思想，使塞贝克深受影响，此后长期与歌德一起从事光色效应方面的理论研究。塞贝克的研究重点是太阳光谱，他在1806年揭示了热量和化学对太阳光谱中不同颜色的影响，1808年首次获得了氨与氧化汞的化合物。1812年，正当塞贝克从事应力玻璃中的光偏振现象时，他却不晓得另外两个科学家布鲁斯特和比奥已经抢先在这一领域里有了发现。
1818年前后，塞贝克返回柏林大学，独立开展研究活动，主要内容是电流通过导体时对钢铁的磁化。当时，阿雷格（Arago）和大卫（Davy）才发现电流对钢铁的磁化效应，赛贝克对不同金属进行了大量的实验，发现了磁化的炽热的铁的不规则反应，也就是我们所说的磁滞现象。在此期间，塞贝克还曾研究过光致发光、太阳光谱不同波段的热效应、化学效应、偏振，以及电流的磁特性等等。
1820年代初期，塞贝克通过实验方法研究了电流与热的关系。1821年，塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起，构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成一个结点，他突然发现，如果把其中的一个结加热到很高的温度而另一个结保持低温的话，电路周围存在磁场。他实在不敢相信，热量施加于两种金属构成的一个结时会有电流产生，这只能用热磁电流或热磁现象来解释他的发现。在接下来的两年里时间（1822～1823），塞贝克将他的持续观察报告给普鲁士科学学会，把这一发现描述为“温差导致的金属磁化”。
塞贝克确实已经发现了热电效应，但他却做出了错误的解释：导线周围产生磁场的原因，是温度梯度导致金属在一定方向上被磁化，而非形成了电流。科学学会认为，这种现象是因为温度梯度导致了电流，继而在导线周围产生了磁场。对于这样的解释，塞贝克十分恼火，他反驳说，科学家们的眼睛让奥斯特（电磁学的先驱）的经验给蒙住了，所以他们只会用“磁场由电流产生”的理论去解释，而想不到还有别的解释。但是，塞贝克自己却难以解释这样一个事实：如果将电路切断，温度梯度并未在导线周围产生磁场。所以，多数人都认可热电效应的观点，后来也就这样被确定下来了。

Ⅱ 存在塞贝克效应的同时是不是也会存在帕尔贴效应，两者是可以同时发生的关系吗

温差电效应是由于不同种类固体的相互接触而发生的热电现象。它主要有三种效应：塞贝克（Seebeck）效应、帕尔贴（Peltier）效应与汤姆逊（Thomson）效应。 ⑴塞贝克效应 若将导体（或半导体）A和B的两端相互紧密接触组成环路，若在两联接处保持不同温度T1与T2，则在环路中将由于温度差而产生温差电动势。在环路中流过的电流称为温差电流，这种由两种物理性质均匀的导体（或半导体）组成的上述装置称为温差电偶（或热电偶），这是法国科学家塞贝克1821年发现的。后来发现，温差电动势还有如下两个基本性质：①中间温度规律，即温差电动势仅与两结点温度有关，与两结点之间导线的温度无关。②中间金属规律，即由A、B导体接触形成的温差电动势与两结点间是否接入第三种金属C无关。只要两结点温度T1、T2相等，则两结点间的温差电动势也相等。正是由于①、②这两点性质，温差电现象如今才会被广泛应用。 ⑵帕尔贴（Peltier）效应 1834年帕尔贴发现，电流通过不同金属的结点时，在结点处有吸放热量Qp的现象。吸热还是放热由电流方向确定，Qp称为帕尔贴热。其产生的速率与所通过的电流强度成正比，即其中Π12称帕尔贴系数，其大小等于在结点上每通过单位电流时所吸放的热量。电流通过两种不同金属构成的结点时会吸放热的原因是在结点处集结了一个帕尔贴电动热，帕尔贴热正是这电动势对电流做正功或负功时所吸放的热量。考虑到不同的金属具有不同的电子浓度和费米能EF，两金属接触后在结点处要引起不等量的电子扩散，致使在结点处两金属间建立了电场，因而建立了电势差（当然，上述解释仅考虑了产生温差电现象的某一方面因素，实际情况要复杂得多）。由此可见，帕尔贴电动势应是温度的函数，不同结的帕尔贴电动势对温度的依赖关系也可不同。上述观点也能用来解释当电流反向时，两结对帕尔贴热的吸放应倒过来，因而是可逆的。一般金属结的帕尔贴电势为μV量级，而半导体结可比它大数个量级。 ⑶汤姆孙效应 1856年W·汤姆孙（即开尔文）用热力学分析了塞贝克效应和佩尔捷效应后预言还应有第三种温差电现象存在。后来有人从实验上发现，如果在存在有温度梯度的均匀导体中通过电流时，导体中除了产生不可逆的焦耳热外，还要吸收或放出一定的热量，这一现象定名为汤姆孙效应，所吸放的热量称为汤姆孙热。汤姆孙热与佩尔捷热的区别是，前者是沿导体（或半导体）作分布式吸放热，后者在结点上吸放热。汤姆孙热也是可逆的，但测量汤姆孙热比测量佩尔捷热困难得多，因为要把汤姆孙热与焦耳热区分开来较为困难。 ⑷温差发电器 温差电现象主要应用在温度测量、温差发电器与温差电制冷三方面。温差发电是利用塞贝克效应把热能转化为电能。当一对温差电偶的两结处于不同温度时，热电偶两端的温差电动势就可作为电源。常用的是半导体温差热电偶；这是一个由一组半导体温差电偶经串联和并联制成的直流发电装置。每个热电偶由一N型半导体和一P型半导体串联而成，两者联接着的一端和高温热源接触，而N型和P型半导体的非结端通过导线均与低温热源接触，由于热端与冷端间有温度差存在，使P的冷端有负电荷积累而成为发电器的阴极；N的冷端有正电荷积累而成为阳极。若与外电路相联就有电流流过。这种发电器效率不大，为了能得到较大的功率输出，实用上常把很多对温差电偶串、并联成温差电堆。 ⑸温差电制冷器 根据佩尔捷效应，若在温差电材料组成的电路中接入一电源，则一个结点会放出热量，另一结点会吸收热量。若放热结点保持一定温度，另一结点会开始冷却，从而产生制冷效果。半导体温差电制冷器也是由一系列半导体温差电偶串、并联而成。温差电制冷由于体积十分小，没有可动部分（因而没有噪音），运行安全故障少，并且可以调节电流来正确控制温度。它可应用于潜艇、精密仪器的恒温槽、小型仪器的降温、血浆的储存和运输等场合。

Ⅲ 塞贝克系数是什么

塞贝克系数可用来表征塞贝克效应的大小。其表达式为S=dV/dT。

其中，dT为热电材料上两点间的温度差；dV为相应两点间的温差电动势。热电材料中，当电子为多子时，冷端为负，S为负值；当空穴为多子时，热端为负，S为正值。

塞贝克效应的成因可以简单解释为在温度梯度下导体内的载流子从热端向冷端运动，并在冷端堆积，从而在材料内部形成电势差，同时在该电势差作用下产生一个反向电荷流，当热运动的电荷流与内部电场达到动态平衡时，半导体两端形成稳定的温差电动势。

(3)塞贝克效应扩展阅读

塞贝克效应若将导体A和B的两端相互紧密接触组成环路，若在两联接处保持不同温度T1与T2，则在环路中将由于温度差而产生温差电动势。

在环路中流过的电流称为温差电流，这种由两种物理性质均匀的导体组成的上述装置称为温差电偶，这是法国科学家塞贝克1821年发现的。

后来发现，温差电动势还有如下两个基本性质：①中间温度规律，即温差电动势仅与两结点温度有关，与两结点之间导线的温度无关。②中间金属规律，即由A、B导体接触形成的温差电动势与两结点间是否接入第三种金属C无关。

Ⅳ 请问塞贝克（seeback)效应是怎么回事，它的微观理论是什么为什么会产生这样的效应

即温差电效应，塞贝克 (Seebeck) 于 1821 发现在两种不同金属的连线，若将连线的一结点置于高温状态 T2（热端），而另一端处于开路且处于低温状态 T1 冷端，则在冷端存在开路电压 ΔV，此种现象被称为塞贝克效应，Seebeck 电压 ΔV 与热冷两端的温度差 ΔT 成正比，即

ΔV = kΔT = k(T2 - T1)

其中 k 是塞贝克参数，由材料本身的电子能带结构决定的。

微观解释大致是：所有可导电的材质皆会因内部当存在不同的温度分布层次(温度梯度)而产生相对不同的热电动势。

半导体由于具备优异的热电性能，成为制作赛贝尔效应模块的首选材料。从应用的角度讲，决定一种半导体热电材料的优劣不能仅凭其塞贝克参数的大小，还必须综合考虑其电导率，热导率等诸多因素。

Ⅳ 塞贝克效应温差发电的主要缺点是什么

塞贝克效应其实就是利用不同材料（导体或者半导体）组成回路，若在两端不同材料连接处存在温度差，回路中及有电流流过。就是内能转换成电能的过程。
想用温差发电的话，首先要制造温差，制造温差是需要能耗的，并且你的温度差不能做到无限大，所以你发出的电只能是弱电还行，热电偶就是一个常见的应用案例。
热电偶就是将温度差转换成电能，感应两端的电动势并通过仪表转换成温度显示。
以上希望对你有帮助！

Ⅵ 有塞贝克效应的金属有哪些

怎么可能有全部金属目录。。。热电效应是当前研究的热点，经常有新的合金体系被报道具有更高的热电优值，从我们研究的方向上看来一般都是包含Bi、Te的合金体系。

Ⅶ 某小组自学“塞贝克效应”后，知道了在两种金属组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，在回路中将会