[科普中国]-赛贝克效应

赛贝克效应（英语：Seebeck effect）将二种不同金属各自的二端分别连接，并放在不同的温度下，就会在这样的线路内发生电流。这种现象称为赛贝克效应。它是德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克于1821年发现的。

简介赛贝克效应（英语：Seebeck effect）将二种不同金属各自的二端分别连接，并放在不同的温度下，就会在这样的线路内发生电流。这种现象称为赛贝克效应。它是德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克于1821年发现的。

不同的金属（或半导体）具有不同的塞贝克系数（所产生赛贝克效应大小不同），半导体与金属的主因略有不同。半导体在不同的温度下具有不同的载流子密度，当单一半导体两端具有温度差时，载子会扩散以消除密度的差异，因而造成电动势。两端的温度相差越大，则产生的赛贝克电位差越大。而金属的自由电子密度与费米能阶几乎不会随温度改变，因此金属的赛贝克效应远小于半导体。金属的赛贝克效应由电子的平均自由程来决定。若平均自由程随温度上升，则热端的自由电子有较高的机会向冷端移动，此时的塞贝克系数为负值。反过来说，若电子的平均自由程随温度上升而下降，则冷端的自由电子有较高的机会流向热端，塞贝克系数为正值。

将两种不同的金属连接，并在两接点给予温度差，两种金属会分别产生各自的温差电动势。选用适当的二种不同金属，利用赛贝克效应可以测量温度；还可利用不同温度进行特别的发电。若使用相同的金属形成回路，则会因为温差造成的电动势互相抵销而无法观察到赛贝克效应。1

热电效应热电效应（英语：Thermoelectric effect）是一个由温差产生电压的直接转换，且反之亦然。简单的放置一个热电装置，当他们的两端有温差时会产生一个电压，而当一个电压施加于其上，他也会产生一个温差。这个效应可以用来产生电能、测量温度，冷却或加热物体。因为这个加热或制冷的方向决定于施加的电压，热电装置让温度控制变得非常容易。

一般来说，热电效应这个术语包含了三个分别经定义过的效应，赛贝克效应（Seebeck effect，由Thomas Johann Seebeck发现 。）、帕尔帖效应（Peltier effect，由Jean-Charles Peltier发现。），与汤姆森效应（Thomson effect，由威廉·汤姆孙发现）。在很多教科书上，热电效应也被称为帕尔帖-塞贝克效应（Peltier–Seebeck effect）。它同时由法国物理学家让·查尔斯·佩尔蒂（Jean Charles Athanase Peltier）与爱沙尼亚裔德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克（Thomas Johann Seebeck）分别独立发现。 还有一个术语叫焦耳加热，也就是说当一个电压通过一个阻抗物质上，即会产生热，它是多少有关系的，尽管它不是一个普通的热电效应术语（由于热电装置的非理想性，它通常被视为一个产生损耗的机制）。帕尔帖-塞贝克效应与汤姆孙效应是可逆的，但是焦耳加热不可逆。1

离域电子离域电子（英语：delocalized electron），也称游离电子，是在分子、离子或固体金属中不止与单一原子或单一共价键有关系的电子。 游离电子包含在分子轨道中，延伸到几个相邻的原子。一般来讲，离域电子存在于共轭系统和介离子化合物中。人们渐渐地了解到，σ键中的电子也会游离。例如甲烷中的成键电子是由五个原子共享的。更多细节详见分子轨道理论。1

载流子在物理学中，载流子（charge carrier），或简称载子（carrier），指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴）被视为载流子。

在电解质溶液中，载流子是已溶解的阳离子和阴离子。类似地，游离液体中的阳离子和阴离子在液体和熔融态固体电解质中也是载流子。霍尔－埃鲁法就是一个熔融电解的例子。

在等离子体，如电弧中，电离气体和汽化的电极材料中的电子和阳离子是载流子。电极汽化在真空中也可以发生，但技术上电弧在真空中不能发生，而是发生在低压电气中；在真空中，如真空电弧或真空管中，自由电子是载流子；在金属中，金属晶格中形成费米气体的电子是载流子。1

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学