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トムソン効果【トムソンこうか】

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

トムソン効果
トムソンこうか
Thomson effect
熱電気現象の1つで,ペルチエ効果とともに熱起電力の原因ともなる。 W.トムソン (ケルビン卿) により発見された。均質金属半導体の内部に温度 T の勾配があるとき,電流を温度勾配に平行に流すと,ジュール熱以外に熱の発生または吸収が起る現象。この効果は可逆的であり,温度勾配電流の向きを相対的に変えると,熱の発生と吸収とが入替る。温度勾配の方向を x とすれば,電流 I が流れるとき単位時間に単位長さあたり発生する熱量 QQ=σIdT/dx となる。比例定数 σ はトムソン係数と呼ばれ,金属の種類や温度に依存し,正にもにもなる。

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デジタル大辞泉

トムソン‐こうか〔‐カウクワ〕【トムソン効果】
導体の両端を異なる温度に保って電流を流すと、ジュール熱のほかに、熱の吸収または発生を生じる現象。電流の向きを逆にすると、吸収と発生の関係も逆になる。1851年、W=トムソン(ケルビン)が発見。

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世界大百科事典 第2版

とむそんこうか【トムソン効果】

出典:株式会社平凡社
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日本大百科全書(ニッポニカ)

トムソン効果
とむそんこうか
Thomson effect

導体棒(金属または半導体)の両端をのように異なる温度に保って電流を流すとき、ジュール熱のほかに発熱または吸熱のおこる現象。熱電効果の一種で、1851年W・トムソン(後のケルビン卿(きょう))により発見された。電流の向きまたは両端温度の高低を逆にすると発熱・吸熱が逆になる。トムソン効果による発(吸)熱は電流に比例する可逆現象である(ジュール熱は電流の2乗に比例し発熱のみで不可逆現象である)。導体棒の両端の温度差をΔT[K]、電流をI[A]、導体全体の単位時間の発熱量をQ[J/s=W]とすれば、ΔTの小さい範囲では、QIΔTに比例し、
  Q=σIΔT
と表される。比例定数σは[V/K]の単位をもちトムソン係数とよばれる。高温側から低温側へ電流を流すとき発熱する場合を正とする。σは物質により異なる物質定数で、かつ温度にも依存する。導体内の電子が完全に自由であれば、電流の担い手が電子の場合、σは負になるはずだが、実際は正の物質もある。室温では、リチウムを除くアルカリ金属(ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)、鉄、白金などでは負であるが、銅、亜鉛などでは正になる。トムソン効果は電流が熱を運ぶことに起因し、トムソン係数σと絶対熱電能ε[V/K]の間には、熱力学から導かれる関係

が存在する。

[宮台朝直]

出典:小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)
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