塞贝克效应，塞贝克效应的简介

本文目录一览

1，塞贝克效应的简介
2，塞贝克效应的应用
3，温差电池的塞贝克效应
4，温差电池的原理
5，塞贝克效应的原理
6，什么是西贝克效应是什么原理的基础吗有什么应用

1，塞贝克效应的简介

英文名称：Seebeck effect在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。相应的电动势称为热电势，其方向取决于温度梯度的方向。一般规定热电势方向为：在热端电流由负流向正。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差（电压），该电势差取决于两种金属中的电子溢出功不同及两种金属中电子浓度不同造成的。半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。

塞贝克效应的简介

2，塞贝克效应的应用

塞贝克效应发现之后，人们就为它找到了应用场所。利用塞贝克效应，可制成温差电偶（thermocouple，即热电偶）来测量温度。只要选用适当的金属作热电偶材料，就可轻易测量到从－180℃到+2000℃的温度，如此宽泛的测量范围，令酒精或水银温度计望尘莫及。热电偶温度计，甚至可以测量高达+2800℃的温度！热电偶的两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点，环路电压VOUT为热结点结电压与冷结点（参考结点）结电压之差。因为VH和VC是由两个结的温度差产生的，也就是说VOUT是温差的函数。比例因数α对应于电压差与温差之比，称为Seebeck系数。

塞贝克效应的应用

3，温差电池的塞贝克效应

塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电效应，它是指由于温差而产生的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散。电子的扩散速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB，且有NA>NB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势。美国科学家发现，鲨鱼鼻子里的一种胶体能把海水温度的变化转换成电信号，传送给神经细胞，使鲨鱼能够感知细微的温度变化，从而准确地找到食物____科学家猜测，其他动物体内也可能存在类似的胶体.这种因温差而产生电流的性质与半导体材料的热电效应类似，人工合成这种胶体，有望在微电子工业领域获得应用。美国旧金山大学的一位科学家在1月30日出版的英国《自然》杂志上报告说，他从鲨鱼鼻子的皮肤小孔里提取了一种与普通明胶相似的胶体，发现它对温度非常敏感，0.1℃的温度变化都会使它产生明显的电压变化。鲨鱼鼻子的皮肤小孔布满了对电流非常敏感的神经细胞.海水的温度变化使胶体内产生电流，刺激神经，使鲨鱼感知到温度差异.科学家认为，借助这种胶体，鲨鱼能感知到0.001℃的温度变化，这有利于它们在海水中觅食。哺乳动物靠细胞表面的离子通道感知温度：外界温度变化导致带电的离子进出通道，产生电流，刺激神经，从而使动物感知冷暖.与哺乳动物的这种方式不同，鲨鱼利用胶体，不需要离子通道也能感知温度变化。 1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时，两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。图1示出N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路，铜板和铜导线只起导电的作用。此时，一个接点变热，一个接点变冷。如果电流方向反向，那么结点处的冷热作用互易。　热电制冷器的产冷量一般很小，所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强，简单方便冷热切换容易，非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。热电制冷的理论基础是固体的热电效应，在无外磁场存在时，它包括五个效应，导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。　一般的冷气与冰箱运用氟氯化物当冷媒，造成臭氧层的被破坏.无冷媒冰箱(冷气)因而是环境保护的重要因素.利用半导体之热电效应，可制造一个无冷媒的冰箱。　这种发电方法是将热能直接转变成电能，其转变效率受热力学第二定律即卡诺效率(Carnot efficiency)的限制.早在1822年西伯即已发现，因而热电效应又叫西伯效应(Seebeck effect)。

温差电池的塞贝克效应

4，温差电池的原理

铜丝和铁丝两个接头不同的温度形成温差电池，根据这种原理可用来制造测量高温的温度计。谢谢采纳！！！

塞贝克效应塞贝克效应，又称作第一热电效应，它是指由于温差而产生的热电现象。在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流。塞贝克效应的实质在于两种金属接触时会产生接触电势差，该电势差取决于金属的电子逸出功和有效电子密度这两个基本因素。　　半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。原理1821年，赛贝克发现，把两种不同的金属导体接成闭合电路时，如果把它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中，则电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克效应，这样的电路叫做温差电偶，这种情况下产生电流的电动势叫做温差电动势。例如，铁与铜的冷接头为1℃，热接头处为100℃，则有5.2mV的温差电动势产生。由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散。电子的扩散速率与两导体的电子密度有关并和接触区的温度成正比。设导体A和B的自由电子密度为NA和NB，且有NA＞NB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势。

电磁感应原理发电的设备，就是目前比较常见的发电机组，即通过外力（比如风力，核能，水能，潮汐能等等）推动轮机，然后轮机带动发电机运转，发电机的转子旋转，根据导体切割磁感线的电磁感应原理而发电其次，目前比较常见的还有两种光伏特发电方式，即太阳能电池，他是利用在高纯度硅上，抛洒一些名叫锗的半导体物质，两类物质之间就会形成pn结，而控制恰当，这个pn结就会形成一个具有孔穴的空隙。当电磁波（太阳光）[但事实上这种电池对光所在的频率吸收比较高，而对其他频率电磁波吸收能量并不高]的光子的能量，冲击到电池板上，导致硅以及锗的电子产生迁跃，这个时候，由于硅和锗显不同的电性，这样就产生了电压，n多这样的pn结串联起来后再并联，即可得到高电压，高电流的输出供给给负载使用还有一种方法也比较常见即温差电池。他也是利用半导体pn结的性质，当在两端存在足够的温差的时候，pn结两侧就会产生电压，从而如果形成回路则形成电流这种电池不需要有太阳能电池那么高的硅纯度，所以很早的时候就被发明，由于无法获得温差，所以这种电池都很少用，但他却延伸出另一种东西，下面我再说吧。当年的焦耳以及安培两个人，在研究电流和热的关系，以及安培在研究导体电阻以及磁场这些关系的时候，第一个应用了这种电池当年安培在冬季获得了冰，将这种电池的一侧接触冰，另一侧通过一个金属，放在火炉上造成足够温差（当年的似乎需要至少300多度，现在的只要30-80度就可以了，主要是硅纯度高了）产生了稳定的电流，从而对电阻以及电流电压的关系起了促进作用，对电流的磁效应也做出了解释，得到了安培定律。这种电池目前的延伸品，即半导体致冷片就是一个很小的片，通电后两侧就会产生温差，热量会从一侧跑到另一侧，通常用在汽车上的小冰箱的。

5，塞贝克效应的原理

产生Seebeck效应的机理，对于半导体和金属是不相同的。产生Seebeck效应的主要原因是热端的载流子往冷端扩散的结果。例如p型半导体，由于其热端空穴的浓度较高，则空穴便从高温端向低温端扩散；在开路情况下，就在p型半导体的两端形成空间电荷（热端有正电荷，冷端有负电荷），同时在半导体内部出现电场；当扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时，即达到稳定状态，在半导体的两端就出现了由于温度梯度所引起的电动势——温差电动势。自然，n型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端（Seebeck系数为负），相反，p型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端（Seebeck系数为正），因此利用温差电动势的方向即可判断半导体的导电类型。可见，在有温度差的半导体中，即存在电场，因此这时半导体的能带是倾斜的，并且其中的Fermi能级也是倾斜的；两端Fermi能级的差就等于温差电动势。实际上，影响Seebeck效应的因素还有两个：第一个因素是载流子的能量和速度。因为热端和冷端的载流子能量不同，这实际上就反映了半导体Fermi能级在两端存在差异，因此这种作用也会对温差电动势造成影响——增强Seebeck效应。第二个因素是声子。因为热端的声子数多于冷端，则声子也将要从高温端向低温端扩散，并在扩散过程中可与载流子碰撞、把能量传递给载流子，从而加速了载流子的运动——声子牵引，这种作用会增加载流子在冷端的积累、增强Seebeck效应。半导体的Seebeck效应较显著。一般，半导体的Seebeck系数为数百mV/K，这要比金属的高得多。因为金属的载流子浓度和Fermi能级的位置基本上都不随温度而变化，所以金属的Seebeck效应必然很小，一般Seebeck系数为0～10mV/K。虽然金属的Seebeck效应很小，但是在一定条件下还是可观的；实际上，利用金属Seebeck效应来检测高温的金属热电偶就是一种常用的元件。产生金属Seebeck效应的机理较为复杂，可从两个方面来分析：①电子从热端向冷端的扩散。然而这里的扩散不是浓度梯度（因为金属中的电子浓度与温度无关）所引起的，而是热端的电子具有更高的能量和速度所造成的。显然，如果这种作用是主要的，则这样产生的Seebeck效应的系数应该为负。②电子自由程的影响。因为金属中虽然存在许多自由电子，但对导电有贡献的却主要是Fermi能级附近2kT范围内的所谓传导电子。而这些电子的平均自由程与遭受散射（声子散射、杂质和缺陷散射）的状况和能态密度随能量的变化情况有关。如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而增大的话，那么热端的电子将由于一方面具有较大的能量，另一方面又具有较大的平均自由程，则热端电子向冷端的输运则是主要的过程，从而将产生Seebeck系数为负的Seebeck效应；金属Al、Mg、Pd、Pt等即如此。相反，如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而减小的话，那么热端的电子虽然具有较大的能量，但是它们的平均自由程却很小，因此电子的输运将主要是从冷端向热端的输运，从而将产生Seebeck系数为正的Seebeck效应；金属Cu、Au、Li等即如此。塞贝克效应电势差的计算公式：与分别为两种材料的塞贝克系数。如果与不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：塞贝克后来还对一些金属材料做出了测量，并对35种金属排成一个序列（即Bi-Ni-Co-Pd-U-Cu-Mn-Ti-Hg-Pb-Sn-Cr-Mo-Rb-Ir-Au-Ag-Zn-W-Cd-Fe-As-Sb-Te-……），并指出，当序列中的任意两种金属构成闭合回路时，电流将从排序较前的金属经热接头流向排序较后的金属。

6，什么是西贝克效应是什么原理的基础吗有什么应用

定义:当两种不同的金属或合金 A 、 B 联成闭合回路,且两接点处温度不同,则回路中将产生电流。原理:两种金属接触时会产生接触电势差。

产生seebeck效应的机理，对于半导体和金属是不相同的。产生seebeck效应的主要原因是热端的载流子往冷端扩散的结果。例如p型半导体，由于其热端空穴的浓度较高，则空穴便从高温端向低温端扩散；在开路情况下，就在p型半导体的两端形成空间电荷（热端有正电荷，冷端有负电荷），同时在半导体内部出现电场；当扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时，即达到稳定状态，在半导体的两端就出现了由于温度梯度所引起的电动势——温差电动势。自然，n型半导体的温差电动势的方向是从低温端指向高温端（seebeck系数为负），相反，p型半导体的温差电动势的方向是高温端指向低温端（seebeck系数为正），因此利用温差电动势的方向即可判断半导体的导电类型。可见，在有温度差的半导体中，即存在电场，因此这时半导体的能带是倾斜的，并且其中的fermi能级也是倾斜的；两端fermi能级的差就等于温差电动势。实际上，影响seebeck效应的因素还有两个：第一个因素是载流子的能量和速度。因为热端和冷端的载流子能量不同，这实际上就反映了半导体fermi能级在两端存在差异，因此这种作用也会对温差电动势造成影响——增强seebeck效应。第二个因素是声子。因为热端的声子数多于冷端，则声子也将要从高温端向低温端扩散，并在扩散过程中可与载流子碰撞、把能量传递给载流子，从而加速了载流子的运动——声子牵引，这种作用会增加载流子在冷端的积累、增强seebeck效应。半导体的seebeck效应较显著。一般，半导体的seebeck系数为数百mv/k，这要比金属的高得多。因为金属的载流子浓度和fermi能级的位置基本上都不随温度而变化，所以金属的seebeck效应必然很小，一般seebeck系数为0～10mv/k。虽然金属的seebeck效应很小，但是在一定条件下还是可观的；实际上，利用金属seebeck效应来检测高温的金属热电偶就是一种常用的元件。产生金属seebeck效应的机理较为复杂，可从两个方面来分析：①电子从热端向冷端的扩散。然而这里的扩散不是浓度梯度（因为金属中的电子浓度与温度无关）所引起的，而是热端的电子具有更高的能量和速度所造成的。显然，如果这种作用是主要的，则这样产生的seebeck效应的系数应该为负。②电子自由程的影响。因为金属中虽然存在许多自由电子，但对导电有贡献的却主要是fermi能级附近2kt范围内的所谓传导电子。而这些电子的平均自由程与遭受散射（声子散射、杂质和缺陷散射）的状况和能态密度随能量的变化情况有关。如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而增大的话，那么热端的电子将由于一方面具有较大的能量，另一方面又具有较大的平均自由程，则热端电子向冷端的输运则是主要的过程，从而将产生seebeck系数为负的seebeck效应；金属al、mg、pd、pt等即如此。相反，如果热端电子的平均自由程是随着电子能量的增加而减小的话，那么热端的电子虽然具有较大的能量，但是它们的平均自由程却很小，因此电子的输运将主要是从冷端向热端的输运，从而将产生seebeck系数为正的seebeck效应；金属cu、au、li等即如此。塞贝克效应电势差的计算公式：与分别为两种材料的塞贝克系数。如果与不随温度的变化而变化，上式即可表示成如下形式：塞贝克后来还对一些金属材料做出了测量，并对35种金属排成一个序列（即bi-ni-co-pd-u-cu-mn-ti-hg-pb-sn-cr-mo-rb-ir-au-ag-zn-w-cd-fe-as-sb-te-……），并指出，当序列中的任意两种金属构成闭合回路时，电流将从排序较前的金属经热接头流向排序较后的金属。

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