图示就是我们热电领域三大效应的原理图：分别是塞贝克效应、帕尔帖效应以及汤姆逊效应。这次我们要探寻的是威廉·汤姆逊以及他的伟大发现——汤姆逊效应。

威廉·汤姆逊1824年生于爱尔兰，父亲詹姆士是贝尔法斯特皇家学院的数学教授，后因任教格拉斯哥大学，在威廉8岁那年全家迁往苏格兰的格拉斯哥。汤姆逊十岁便入读格拉斯哥大学 (你不必惊讶，在那个时代，爱尔兰的大学会取录才华出众的小学生)，约在14岁开始学习大学程度的课程，15岁时凭一篇题为“地球形状”的文章获得大学的金奖章。汤姆逊后来到了剑桥大学学习，并以全年级第2名的成绩毕业。他毕业后到了巴黎，在勒尼奥的指导下进行了一年实验研究。1846年，汤姆逊再回到格拉斯哥大学担任自然哲学 (即物理学) 教授，直到1899年退休为止。

汤姆逊是格拉斯哥大学的现代物理实验室的初创始人；24岁时发表一部热力学专著，建立温度的“开尔文温标”；27岁时发表《热力学理论》一书，建立热力学第二定律，使其成为物理学基本定律；与焦耳共同发现气体扩散时的焦耳－汤姆逊效应；历经9年建立欧美之间长期稳定运行的大西洋海底电缆，由此获得“开尔文勋爵”的贵族称号。

  汤姆逊一生研究范围相当广泛，他在数学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地球科学等方面都有重大贡献。

     1856 年，汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。汤姆逊认为，在热力学零度（0 K） 时，帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应（Thomson effect），成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应（thermoelectric effect）。

故事讲完，划重点啦！

Q：三大热电效应分别是什么？

A：塞贝克效应（Seeback effect），又称作初始热电效应，它是指由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。

  珀尔贴效应（Peltier effect），又称为第二热电效应，是指当电流通过A 、B两种导体组成的接触点时，除了因为电流流经电路而产生的焦耳热外，还会在接触点产生吸热或放热的效应，它是塞贝克效应的逆反应。由于焦耳热与电流方向无关，因此珀尔贴热可以用反向两次通电的方法测得。

    汤姆逊效应（Thomson effect），又称为第三热电效应。汤姆逊认为，在热力学零度（0 K） 时，帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均匀的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量（称为汤姆孙热）。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。

Q：这三个热电效应之间有什么关系？

A：三种热电效应具有一定的联系：汤姆逊效应是导体两端有温差时产生电势的现象，帕尔帖效应是带电导体的两端产生温差（其中的一端产生热量，另一端吸收热量）的现象，两者结合起来就构成了塞贝克效应。

  总而言之，热电效应是指当两个材料的接触处存在温度差时，会发生电势差和电流的现象。Seebeck效应将热能转化为电能，Peltier效应实现了电能和热能之间的相互转化，而Thomson效应描述了电流通过材料时的热效应。