トムソン効果のソースを表示

{{出典の明記|date=2012年3月28日 (水) 02:02 (UTC)}}
'''トムソン効果'''（トムソンこうか、{{Lang-en-short|Thomson effect}}）とは、[[イギリス]]の[[物理学者]][[ウィリアム・トムソン]]が発見した、一つの[[金属]]上で[[温度]]の差がある2点間に[[電流]]を流すと、[[熱]]を吸収したり発生したりする[[効果]]。[[熱電効果]]のひとつ。似た効果としてペルチェ効果、ゼーベック効果などもある。

[[ジュール＝トムソン効果]]とは別のものである。

== 概要 ==
トムソン効果は、[[温度勾配]]のある[[導体]]を電流が流れるときの[[加熱]]・[[冷却]]を記述するものである。ほぼすべての導体は、二つの点の間で[[温度差]]があれば、[[物質]]によって程度の差こそあれ熱を吸収・放出する（[[鉛]]では、トムソン効果がない）。

均質な導体を[[電流密度]] ''J'' が流れるとき、単位[[体積]]あたりの発生熱量 ''q'' は次のようになる。
{{Indent|<math>q = \rho J^2 - \mu J \frac{dT}{dx} \,</math>}}
ここで、''&rho;'' は物質の[[電気抵抗率]]、''dT''/''dx'' は線に沿っての温度勾配、''&mu;'' は[[トムソン係数]]である。

第一項 ''&rho; J<sup>2</sup>'' は[[ジュール熱]]をあらわす。これは不可逆である。第二項は[[トムソン熱]]で、この項は ''J'' の向きが逆になると符号が反転する。
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[[ペルティエ係数]] ''&Pi;'' と[[ゼーベック係数]] ''S'' は、次のトムソンの関係式によって関係付けられる。
{{Indent|<math>\Pi = S \cdot T</math>}}

which predicted the Thomson effect before it was actually formalized. It can also be written

{{Indent|<math>\mu = T dS/dT \,</math>}}

ここで ''T'' は金属の[[絶対温度]]である。
-->

[[亜鉛]]や[[銅]]のような、[[電位]]が高い方に熱い端、低い方に冷たい端があたる金属では、電流が熱い端から冷たい端に流れると[[電圧]]に沿って移動することになり、[[エネルギー]]が解放される。電流が冷たい端から熱い端へ流れるならばエネルギーを吸収する。これを'''正のトムソン効果'''<ref>{{lang-en-short|positive Thomson effect}}</ref>と呼ぶ。

[[コバルト]]や[[ニッケル]]、[[鉄]]のような、電位が高い方に冷たい端、低いほうに熱い端があたる金属では、電流が熱い端から冷たい端に流れるときエネルギーを吸収する。電流が冷たい端から熱い端へ流れるならばエネルギーを解放する。これを'''負のトムソン効果'''<ref>{{lang-en-short|negative Thomson effect}}</ref>と呼ぶ。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[焦電効果]]

{{Physics-stub}}
{{Condensed matter physics topics}}

{{デフォルトソート:とむそんこうか}}

[[Category:熱電効果]]
[[Category:ウィリアム・トムソン]]
[[Category:物理学のエポニム]]


[[en:Thermoelectric effect#Thomson effect]]