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賽貝克效應

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賽貝克效應(英語:Seebeck effect)將二種不同金屬各自的二端分別連接,並放在不同的溫度下,就會在這樣的線路內發生電流。[1]這種現象稱為賽貝克效應。它是德國物理學家托馬斯·約翰·塞貝克於1821年發現的。

不同的金屬(或半導體)具有不同的塞貝克系數(所產生賽貝克效應大小不同),半導體與金屬的主因略有不同。半導體在不同的溫度下具有不同的載流子密度,當單一半導體兩端具有溫度差時,載子會擴散以消除密度的差異,因而造成電動勢。兩端的溫度相差越大,則產生的賽貝克電位差越大。而金屬的自由電子密度與費米能階幾乎不會隨溫度改變,因此金屬的賽貝克效應遠小於半導體。金屬的賽貝克效應由電子的平均自由程來決定。若平均自由程隨溫度上升,則熱端的自由電子有較高的機會向冷端移動,此時的塞貝克系數為負值。反過來說,若電子的平均自由程隨溫度上升而下降,則冷端的自由電子有較高的機會流向熱端,塞貝克系數為正值。

將兩種不同的金屬連接,並在兩接點給予溫度差,兩種金屬會分別產生各自的溫差電動勢。選用適當的二種不同金屬,利用賽貝克效應可以測量溫度;還可利用不同溫度進行特別的發電。若使用相同的金屬形成迴路,則會因為溫差造成的電動勢互相抵銷而無法觀察到賽貝克效應。

參考資料

  1. ^ A.11 Thermoelectric effect" Eng.FSU.edu.2002-02-01.