熱電之熱電效應

    在材料中存在電位差時會(hui) 產(chan) 生電流，存在溫度差時會(hui) 產(chan) 生熱流。從(cong) 電子論的觀點來看，在金屬和半導體(ti) 中，不論是電流還是熱流都與(yu) 電子的運動有關(guan) 係，故電位差、溫度差、電流、熱流之間存在著交叉聯係，這就構成了熱電效應。這種熱電現象很早就被發現，它可以概括為(wei) 三個(ge) 基本的熱電效應。

（1）賽貝克效應

    1821年德國科學家賽貝克發現，當兩(liang) 種不同的導體(ti) 組成一個(ge) 閉合回路，且兩(liang) 接點處溫度不同，則回路中將產(chan) 生電勢和電流，這種現象稱賽貝克效應，如下圖所示，相應的電勢稱為(wei) 熱電勢或溫差電勢，其方向取決(jue) 於(yu) 溫度梯度的方向。

    鉑佬——鉑熱電偶可測1700℃高溫，鎳鉻——鎳矽熱電偶有高的靈敏度和與(yu) 溫度成正比的熱電勢，銅——康銅熱電偶在高於(yu) 室溫直至15K的溫度範圍仍具有高靈敏度，低於(yu) 4K的溫度可用特種金鑽合金——銅熱電偶或金鐵合金——鎳鉻熱電偶。熱電偶測溫被廣泛用於(yu) 科研和工業(ye) 生產(chan) 中。

    半導體(ti) 的塞貝克效應則用於(yu) 溫差發電，由於(yu) 半導體(ti) 溫差發電機的體(ti) 積小、重量輕、結構簡單、工作安靜、無幹擾並可利用多種熱源（如煤熱、油熱、地熱、海洋溫差)等優(you) 點，且可在惡劣條件下工作，故適於(yu) 做空間飛行器、海底電纜係統、海上燈塔、石油井台及無人島嶼上觀測站的輔助電源，還可以用於(yu) 心髒起搏器中。另外，由於(yu) 熱電性與(yu) 材料的成分和組織有密切關(guan) 係，故利用熱電性分析合金的成分及組織變化也是一種很有效的方法，如熱電性可用於(yu) 研究合金的時效和鋼材的回火。

（2）帕爾帖效應

1834年珀爾帖發現電流通過兩(liang) 種金屬時，將會(hui) 使接點吸熱或放熱。如果電流從(cong) 一個(ge) 方向流過接點使接點吸熱，那麽(me) 電流反向後就會(hui) 使其放熱。在兩(liang) 種金屬的閉合回路中，若電流方向在接點處與(yu) 塞貝克效應產(chan) 生的熱電流方向一致時，該接點就要吸熱；這時，另一端的接點處電流方向將與(yu) 塞貝克效應的熱電流方向相反，該接點就要放熱。這一現象稱為(wei) 珀爾帖效應。單位時間內(nei) 兩(liang) 種金屬接點吸收（或放出）的熱

帖效應發生的熱量總是疊加到焦耳熱中或從(cong) 中減去，而不能以單獨的形式得到。利用焦耳熱與(yu) 電流方向無關(guan) 的事實，假設先按一個(ge) 方向通電，然後按另一方向通電，若從(cong) 量熱計測到兩(liang) 種情況的熱量相減即可消去焦耳熱。相減的結果即為(wei) 珀爾帖熱的兩(liang) 倍。

    金屬熱電偶的珀爾帖效應小，半導體(ti) 熱電偶的珀爾帖效應大。珀爾帖效應主要用來進行溫差製冷，溫差可達150℃之多。尤其對小容量製冷相當*，適用於(yu) 做各種小型恒溫器，以及要求無聲、無幹擾、無汙染等特殊場合，因此可用在宇宙飛行器和人造衛星、真空冷卻阱、紅外線探測器等冷卻裝置上。

（3）湯姆遜效應

1847年湯姆遜發現，當電流通過一根有溫度梯度的金屬導線時，則在導體(ti) 中除產(chan) 生焦耳熱外，還要產(chan) 生額外的吸熱或放熱現象，這種熱電現象稱為(wei) 湯姆遜效應，電流方向與(yu) 導線中熱流方向一致時產(chan) 生放熱效應，反之產(chan) 生吸熱效應。