温差电现象
温差电现象（thermoelectric phenomena），导体中发生的热能和电能间的可逆转换现象。
导体中的几种温差电现象
①珀耳帖效应。当外加电流通过两种不同金属A和B的接触面时，接触面处会产生吸热或放热的现象，是J.C.A.珀耳帖于1834年发现的。略去焦耳热和热传导等不可逆现象，珀耳帖效应是可逆的，即当电流反向时，接触面处的吸、放热互换，如图1所示。吸收或放出的热量QII称为珀耳帖热。当有电量e通过接触面时，珀耳贴热与e成正比，即QII=IIABe，IIAB称为珀耳帖系数，与A、B材料的性质和温度有关。按经典电子论的解释，珀耳贴效应是因不同金属材料中自由电子的数密度不同而引起的。
②汤姆孙效应。当电流通过存在温度梯度的均匀导体棒时，除产生焦耳热这一不可逆过程外，导体棒还会吸收或放出一定热量，是W.汤姆孙于1856年发现，故称为汤姆孙效应，吸收或放出的热量Q称为汤姆孙热。汤姆孙效应也是可逆过程，当电流反向时，吸、放热互换，如图2所示，图中T1>T2。当有电量e从温度T处运动到T+dT处时吸热dQ与e和温差dT的乘积成正比，即dQ=sedT,s称为汤姆孙系数，由金属材料的性质确定。按经典电子论的解释，汤姆孙效应是由金属中自由电子的热扩散造成。
③塞贝克效应。用两种不同金属A和B接成回路，两接头处分别维持不同温度T0和T，就构成温差电偶（图3），回路中将产生电动势，称温差电势。此现象首先由T.J.塞贝克在1821年发现，故称塞贝克效应。塞贝克效应也是可逆效应，当温差电偶从高温端吸热低温端放热时，回路中产生温差电动势，形成电流。若令回路中的电流逆向流动，则从低温端吸热，在高温端放热。塞贝克效应是珀耳帖效应和汤姆孙效应联合作用的结果。当T0固定时，温差电动势
是温度T的函数。利用珀耳贴效应和汤姆孙效应的规律可证明如下结果
式中s A 和s B是金属A和B的汤姆孙系数。以上是温差电现象的两个基本公式，称汤姆孙关系式。
半导体中的温差电现象
半导体中也存在上述几种温差电现象，而且比金属导体显著得多。例如对金属，温差为1℃时的温差电动势仅几微伏，而半导体可达几毫伏。金属做的温差电偶一般只用来测温，半导体温差电偶可用作温差发电。半导体有很强的珀耳帖效应，可用于致冷。
温差电偶又称热电偶，是通过测量温差电动势来测量温度的重要器件。实验和理论证明，若在两种金属A和B间串接第三种金属导体C，且C的两端保持同一温度T0(图4)，则温差电动势与C的材料无关，这一特性使温差电偶便于同其他测量仪器(如电位差计)相连以测定电动势。温差电偶的测温范围很广，可在－200～2000℃范围内使用，从液态空气的低温到炼钢炉中的高温均可用温差电偶测定。温差电偶的测温灵敏度和准确度很高，可达10-3K以下，特别是铂和铑的合金制成的温差电偶稳定性很高，常用作标准温度计。温差电偶的测温端的面积和热容量均很小，可测量小范围内的温度或微小热量，这对研究金相变化、化学反应和小生物体的测温等有重要意义。将温差电偶的测温端封装在真空管内，并在端点焊上涂黑的金属片，可更有效地吸收辐射热，灵敏度也大大提高，是测定光辐射和红外线的重要检测器件。把许多温差电偶串接起来成为温差电堆，可增大温差电动势，从而提高测温灵敏度。
