Эффект Зеебека — явление возникновения ЭДС в
электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых
разнородных проводников, контакты между которыми находятся при
различных температурах. Эффект Зеебека также иногда называют просто
термоэлектрическим эффектом.
Из истории открытия эффекта Зеебека:В
1823 г. Фурье и Эрстед доказали, что термоэлектрический эффект обладает
свойством суперпозиции, и построили первую термозлектрическую батарею,
состоявшую из трех пластин сурьмы, чередовавшихся с тремя пластинами
висмута и спаянных на концах так, что они образовывали шестиугольник.
Эта
батарея была значительно усовершенствована в 1829 г. Нобили, который
расположил биметаллические палочки, соединив их не торцами, а
плоскостями, в наклонном положении, почти вертикально, по краям
цилиндрической поверхности и поместил в сосуд, залитый камедью, так что
одна группа спаев была погружена в камедь, а другая выступала наружу.
Дальнейшее
усовершенствование было внесено через год Меллони, сконструировавшим
призматическую модель, используемую и сейчас. На основе батареи Меллони
и гальванометра своей конструкции Нобили построил в том же 1830 г.
термомультипликатор такой чувствительности, что он реагировал на тепло
человеческого тела на расстоянии 18 - 20 локтей.
Начиная с 1794
г. Вольта многократно проводил такой опыт: он помещал лягушку,
препарированную по методу Гальвани, таким образом, чтобы ее задние
лапки были опущены в воду одной банки, а спинка и позвоночный столб
погружались в другую банку с водой. Если цепь замыкалась железной
проволокой, один конец которой опускался на несколько минут в кипящую
воду, то наблюдались сильные конвульсии лягушки, продолжавшиеся до тех
пор, пока конец проволоки не остывал.
Этот опыт прошел
незамеченным, и о нем, вероятно, ничего не знал также Томас Зеебек
(1770 - 1831), выступивший в 1821 г. с докладами в Берлинской Академии
наук. На основе этих докладов Зеебеком впоследствии была написана
известная работа, вышедшая лишь в 1825 г. Открытое им явление теперь
хорошо известно.
Сам Зеебек описывает один из своих
многочисленных опытов следующим образом. Небольшой кусок висмута был
припаян с обоих концов к медной спирали. Если один конец нагревался с
помощью лампы, на другой оставался холодным, то магнитная стрелка,
заключенная внутри опирали, поворачивалась, указывая на прохождение
тока, который в холодном спае шел от меди к висмуту.
Это явление
стало известно в 1823 г. благодаря Эрстеду, который и дал ему название,
укоренившееся до наших дней. В том же 1823 г. Фурье и Эрстед доказали,
что термоэлектрический эффект обладает свойством суперпозиции, и
построили первую термозлектрическую батарею, состоявшую из трех пластин
сурьмы, чередовавшихся с тремя пластинами висмута и спаянных на концах
так, что они образовывали шестиугольник.
Эта батарея была
значительно усовершенствована в 1829 г. Нобили, который расположил
биметаллические палочки, соединив их не торцами, а плоскостями, «в
наклонном положении, почти вертикально, по краям цилиндрической
поверхности и поместил в сосуд, залитый камедью, так что одна группа
спаев была погружена в камедь, а другая выступала наружу.
Дальнейшее
усовершенствование было внесено через год Меллони, сконструировавшим
призматическую модель, используемую и сейчас. На основе батареи Меллони
и гальванометра своей конструкции Нобили построил в том же 1830 г.
термомультипликатор такой чувствительности, что он реагировал на тепло
человеческого тела на расстоянии 18 - 20 локтей.
В 1834 г. в
ходе экспериментальных исследований проводимости сурьмы и висмута Жан
Шарль Пельтье (1785 - 1845) намеревался определить, как изменяется
температура вдоль однородного или разнородного проводника, но которому
проходит ток. В связи с этим Пельтье исследовал температуру в разных
точках термоэлектрической цепи с помощью термопары, соединенной с
гальванометром, причем обнаружил, что в местах спаев разных металлов
температура резко меняется, имеются даже случаи охлаждения. Наибольшего
эффекта ему удалось добиться с парой висмут — сурьма. Таким образом,
электроток может вызывать и охлаждение.
Беккерель, Де ла Рив и
другие физики отнеслись с недоверием к опытам Пельтье, отчасти,
вероятно, потому, что он был в науке, так сказать, случайным человеком
— до тридцати лет Пельтье был часовщиком. Чтобы исключить всякие
сомнения, Пельтье подтвердил открытое им явление непосредственно с
помощью воздушного термометра. Именно этот метод и сейчас описывается в
учебниках.
В других своих опытах Пельтье спаивал накрест два
куска металла, затем, подключив гальванометр, пропускал через два
последовательных конца креста и через гальванометр термоэлектрический
ток, а спустя некоторое время цепь разъединял и подсоединял тот же
гальванометр, но к другим двум концам креста — и гальванометр показывал
ток, вызывавшийся либо нагреванием, либо охлаждением спая креста.
В
каких случаях получается нагревание, а в каких охлаждение в месте спая,
точно определил в 1838 г. Поггендорф и независимо от него в 1840 г.
Луиджи Пачинотти (1807—1889), отец Антонио Пачинотти, изобретателя
динамо-машины постоянного тока.
