اثر تامسون یکی دیگر از پدیده‌های ترموالکتریک است که در کنار اثر سیبک و اثر پلتیه، به مطالعه تبدیل انرژی حرارتی به الکتریکی و بالعکس می‌پردازد.
تشریح اثر تامسون
وقتی جریان الکتریکی از یک هادی ناهمگن عبور می‌کند و در عین حال یک گرادیان دمایی نیز در آن وجود داشته باشد، پدیده جالبی رخ می‌دهد. این پدیده به این صورت است که در برخی نقاط هادی، گرما جذب می‌شود و در برخی نقاط دیگر آزاد می‌شود. این پدیده به نام اثر تامسون شناخته می‌شود.
علت وقوع اثر تامسون:
* انرژی پتانسیل ناهمگن: در یک هادی ناهمگن، الکترون‌ها در نقاط مختلف انرژی پتانسیل متفاوتی دارند.
* جریان الکتریکی: عبور جریان الکتریکی باعث حرکت جهت‌دار الکترون‌ها می‌شود.
* گرادیان دما: وجود گرادیان دما باعث ایجاد اختلاف دما در نقاط مختلف هادی می‌شود.
ترکیب این سه عامل باعث می‌شود که الکترون‌ها در حین حرکت، انرژی جذب یا آزاد کنند که این انرژی به صورت گرما در هادی ظاهر می‌شود.
ضریب تامسون
مقدار گرمایی که در اثر تامسون جذب یا آزاد می‌شود به ضریب تامسون ماده بستگی دارد. ضریب تامسون یک کمیت مشخصه برای هر ماده است و نشان می‌دهد که آیا ماده در اثر عبور جریان الکتریکی در حضور گرادیان دما، گرما جذب می‌کند یا آزاد می‌کند.
کاربردهای اثر تامسون
* اندازه‌گیری دما: از اثر تامسون می‌توان برای اندازه‌گیری دما استفاده کرد.
* تولید انرژی: در برخی از مولدهای ترموالکتریک از اثر تامسون برای افزایش راندمان استفاده می‌شود.
* کنترل دما: در برخی از دستگاه‌های کنترل دما، از اثر تامسون برای ایجاد تغییرات دمایی موضعی استفاده می‌شود.
رابطه اثر تامسون با سایر پدیده‌های ترموالکتریک
اثر تامسون، اثر سیبک و اثر پلتیه به هم مرتبط هستند و در واقع سه جنبه از یک پدیده کلی هستند. این پدیده‌ها را می‌توان با استفاده از روابط ترمودینامیکی به هم مرتبط کرد.
جمع‌بندی
اثر تامسون یک پدیده فیزیکی جالب و کاربردی است که در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. درک این پدیده به ما کمک می‌کند تا بتوانیم از آن در طراحی و ساخت دستگاه‌های مختلف بهره ببریم.