चित्रों से थर्मोइलेक्ट्रिक क्षेत्र के तीन प्रमुख प्रभावों के सिद्धांत स्कीमेटिक दिखाए गए हैं: सीबेक प्रभाव, पेल्टियर प्रभाव और थॉमसन प्रभाव। इस बार हम जिसे खोजना चाहते हैं वह है विलियम थॉमसन और उसकी महान खोज — थॉमसन प्रभाव।

विलियम थॉमसन 1824 में आयरलैंड में जन्मे थे। उनके पिता जेम्स रॉयल बेलफास्ट एकेडमिकल इंस्टीट्यूशन के गणित प्रोफेसर थे, और बाद में ग्लासगो विश्वविद्यालय में पढ़ाने के लिए जब विलियम 8 वर्ष का था, पूरी परिवार स्कॉटलैंड के ग्लासगो चली गई। थॉमसन 10 वर्ष की आयु में ही ग्लासगो विश्वविद्यालय में दाखिल हो गए — तुम्हें आश्चर्य नहीं होना चाहिए, क्योंकि उस समय आयरलैंड के विश्वविद्यालय प्रतिभाशाली छोटे बच्चों को प्रवेश देते थे। लगभग 14 वर्ष की आयु में उन्होंने विश्वविद्यालय स्तर के पाठ्यक्रम सीखना शुरू किया, और 15 वर्ष की आयु में “पृथ्वी का आकार” नामक लेख के लिए विश्वविद्यालय का स्वर्ण पदक जीता। बाद में थॉमसन ने कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में अध्ययन किया और अपनी कक्षा में दूसरा स्थान प्राप्त कर स्नातक हुए। स्नातक होने के बाद वे पेरिस गए, जहां हेनरी विक्टर रेग्नो के मार्गदर्शन में एक वर्ष तक प्रयोगात्मक शोध किया। 1846 में, थॉमसन फिर से ग्लासगो विश्वविद्यालय लौटे और 1899 में सेवानिवृत्त होने तक प्राकृतिक दर्शन (यानी भौतिकी) के प्रोफेसर के रूप में काम किया।

विलियम थॉमसन ग्लासगो विश्वविद्यालय के आधुनिक भौतिकी प्रयोगशाला के संस्थापकों में से एक थे। 24 वर्ष की आयु में, उन्होंने थर्मोडायनामिक्स पर एक मोनोग्राफ प्रकाशित की और "केल्विन तापमान पैमाने" की स्थापना की। 27 वर्ष की आयु में, उन्होंने अपनी पुस्तक 《ट्रीटाइज ऑन थर्मोडायनामिक्स》 (थर्मोडायनामिक्स पर ट्रीटाइज) का विमोचन किया, थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम को निर्धारित किया और इसे भौतिकी का एक मौलिक नियम स्थापित किया। उन्होंने जूल के साथ मिलकर गैस प्रसार में जूल-थॉमसन प्रभाव की खोज की। नौ वर्षों के प्रयास के बाद, उन्होंने यूरोप और अमेरिका के बीच ट्रांसएटलांटिक सबमरीन केबल के पूरा होने का पर्यवेक्षण किया, जो लंबे समय तक स्थिर रूप से काम करता रहा — जिसके कारण उन्हें "लॉर्ड केल्विन" का कुलीन खिताब प्राप्त हुआ। थॉमसन का शोध अपनी पूरी जिंदगी भर विभिन्न क्षेत्रों में फैला हुआ था। उन्होंने गणितीय भौतिकी, थर्मोडायनामिक्स, विद्युत चुंबकत्व, लोचता सिद्धांत, ईथर सिद्धांत और पृथ्वी विज्ञान आदि में महत्वपूर्ण योगदान दिया। 1856 में, अपने द्वारा स्थापित थर्मोडायनामिक सिद्धांतों का उपयोग करते हुए, थॉमसन ने सीबेक प्रभाव और पेल्टियर प्रभाव का व्यापक विश्लेषण किया और पहले से असंबंधित सीबेक गुणांक और पेल्टियर गुणांक के बीच संबंध स्थापित किया। उन्होंने प्रस्तावित किया कि थर्मोडायनामिक शून्य (0 K) पर, पेल्टियर गुणांक और सीबेक गुणांक के बीच एक सरल आनुपातिक संबंध मौजूद है। इस आधार पर, उन्होंने सैद्धांतिक रूप से एक नया थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की भविष्यवाणी की: जब कोई विद्युत प्रवाह असमान तापमान वितरण वाले कंडक्टर से गुजरता है, तो कंडक्टर न केवल अपरिवर्तनीय जूल ताप उत्पन्न करता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में ताप को अवशोषित या मुक्त करता है (जिसे थॉमसन ताप के रूप में जाना जाता है)। इसके विपरीत, जब किसी धातु की छड़ के दोनों सिरे अलग-अलग तापमान पर होते हैं, तो उनके बीच विभवांतर बनता है। इस घटना को बाद में थॉमसन प्रभाव के रूप में नामित किया गया और यह सीबेक प्रभाव और पेल्टियर प्रभाव के बाद तीसरा थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव बन गया। कहानी खत्म हुई — आइए मुख्य बिंदुओं को उजागर करें! प्रश्न: तीन प्रमुख थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव क्या हैं? उत्तर: सीबेक प्रभाव, जिसे प्रारंभिक थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी कहा जाता है, वह एक थर्मोइलेक्ट्रिक घटना है जिसमें दो अलग-अलग विद्युत कंडक्टरों या अर्धचालकों के बीच तापमान के अंतर के कारण विभवांतर उत्पन्न होता है। पेल्टियर प्रभाव, जिसे द्वितीयक थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी कहा जाता है, तब होता है जब कोई विद्युत प्रवाह दो कंडक्टरों A और B से बने जंक्शन से गुजरता है। परिपथ में प्रवाहित होने वाली धारा द्वारा उत्पन्न जूल ताप के अलावा, जंक्शन पर ताप अवशोषण या मुक्ति का प्रभाव उत्पन्न होता है। यह सीबेक प्रभाव की प्रतिक्रिया है। चूंकि जूल ताप धारा की दिशा से स्वतंत्र होता है, पेल्टियर ताप को विपरीत दिशाओं में दो बार धारा पास करके मापा जा सकता है। थॉमसन प्रभाव, जिसे तृतीयक थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी कहा जाता है: थॉमसन ने प्रस्तावित किया कि थर्मोडायनामिक शून्य (0 K) पर, पेल्टियर गुणांक और सीबेक गुणांक के बीच एक सरल आनुपातिक संबंध मौजूद है। इस आधार पर, उन्होंने सैद्धांतिक रूप से एक नया थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव की भविष्यवाणी की: जब कोई विद्युत प्रवाह असमान तापमान वितरण वाले कंडक्टर से गुजरता है, तो कंडक्टर न केवल अपरिवर्तनीय जूल ताप उत्पन्न करता है, बल्कि एक निश्चित मात्रा में ताप को अवशोषित या मुक्त करता है (थॉमसन ताप के रूप में जाना जाता है)। इसके विपरीत, जब किसी धातु की छड़ के दोनों सिरे अलग-अलग तापमान पर होते हैं, तो उनके बीच विभवांतर बनता है। प्रश्न: इन तीन थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभावों के बीच क्या संबंध है? उत्तर: ये तीन थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव परस्पर संबंधित हैं: थॉमसन प्रभाव कंडक्टर के दोनों सिरों के बीच तापमान के अंतर के कारण विभव उत्पन्न होने की घटना का वर्णन करता है। पेल्टियर प्रभाव एक आवेशित कंडक्टर के दोनों सिरों पर तापमान के अंतर के निर्माण की घटना को संदर्भित करता है (एक सिरा ताप उत्पन्न करता है, और दूसरा इसे अवशोषित करता है)। इन दोनों प्रभावों के संयोजन से सीबेक प्रभाव बनता है। सारांश में, थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव उस घटना को संदर्भित करता है जहां दो सामग्रियों के जंक्शन पर तापमान का अंतर होने पर विभवांतर और विद्युत प्रवाह होता है। सीबेक प्रभाव तापीय ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है, पेल्टियर प्रभाव विद्युत ऊर्जा और तापीय ऊर्जा के बीच परस्पर परिवर्तन को संभव बनाता है, जबकि थॉमसन प्रभाव एक सामग्री के माध्यम से विद्युत प्रवाह के तापीय प्रभाव का वर्णन करता है।