Zjawisko Seebecka
Zjawisko Seebecka – zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa metale lub półprzewodniki, gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach[1][2].
Odkryte w 1821 roku przez fizyka niemieckiego (pochodzenia estońskiego) Th. J. Seebecka[3]. Zjawisko to jest wykorzystywane m.in. w termoparze.
W przedstawionym obwodzie A i B są różnymi metalami lub półprzewodnikami, T1 i T2 to temperatury w miejscach styku metali. W tym obwodzie powstaje napięcie elektryczne określone wzorem:
Gdzie: SA i SB to współczynniki Seebecka charakterystyczne dla wybranych substancji. Powstające napięcie jest rzędu od kilku do kilkudziesięciu mikrowoltów na kelwin (stopień Celsjusza).
Natura zjawiska Seebecka
[edytuj | edytuj kod]
Jeśli próbkę nagrzać nierównomiernie, to – na skutek różnicy energii i koncentracji nośników ładunku – zacznie się ich ukierunkowany ruch. Jeżeli końce próbki znajdują się w temperaturze T1<T2, to na końcu próbki o temperaturze T2 będzie występowała większa koncentracja nośników ładunku, będą one również miały większą energię. W efekcie wystąpi ich dyfuzja w kierunku zimniejszego końca (T1). Przepływ prądu dyfuzji prowadzi do pojawienia się rozkładu potencjału oraz wystąpienia prądu unoszenia. W warunkach równowagi obie składowe prądu są sobie równe i na zewnątrz obserwuje się tylko różnicę potencjałów między punktami o różnej temperaturze.
Jeżeli nośnikami ładunku są elektrony (półprzewodnik typu "n"), to zimniejszy koniec próbki będzie miał w stosunku do cieplejszego potencjał ujemny. Dla półprzewodnika typu "p" – dodatni.
Przykładowe współczynniki Seebecka
[edytuj | edytuj kod]Podane wartości dotyczą metali w temperaturze 300 K[potrzebny przypis]:
| Ag | 0,73 | Fe | 11,6 | Nb | 1,05 | Sr | -3 |
| Al | -2,2 | Ga | 0,5 | Nd | -4 | Ta | 0,7 |
| Au | 0,82 | Gd | -4,6 | Ni | -8,5 | Tb | -1,6 |
| Ba | -4 | Hf | 0 | Np | 8,9 | Th | 0,6 |
| Be | -2,5 | Ho | -6,7 | Os | -3,2 | Ti | -2 |
| Ca | 1,05 | In | 0,56 | Pb | -0,58 | Tl | 0,6 |
| Cd | -0,05 | Ir | 1,42 | Pd | 1,1 | Tm | -1,3 |
| Ce | 13,6 | K | -5,2 | Pu | 12 | U | 3 |
| Co | -8,43 | La | 0,1 | Rb | -3,6 | V | 2,9 |
| Cr | 5 | Li | 4,3 | Re | -1,4 | W | -4,4 |
| Cs | - | Lu | -6,9 | Rh | 0,8 | Y | -5,1 |
| Cu | 1,19 | Mg | -2,1 | Ru | 0,3 | Yb | 5,1 |
| Dy | -4,1 | Mn | -2,5 | Sc | -14,3 | Zn | 0,7 |
| Er | -3,8 | Mo | 0,1 | Sm | 0,7 | Zr | 4,4 |
| Eu | 5,3 | Na | -2,6 | Sn | -0,04 |
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ "Encyklopedia fizyki" praca zbiorowa PWN 1973 t. 3
- ↑ W2/3.10.96 Poprawski Misiewicz 29.10. [dostęp 2008-02-21]. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-12-03)].
- ↑ Seebecka zjawisko, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2023-03-24].