ゼーベック効果について

質問

温度ごとに変化するゼーベック係数の計算の仕方がわかりません。
あるの物質の温度差、室温、起電力からゼーベック係数の出し方を
教えてほしいです。お願い致します。

回答No.5

siegmund

siegmund です．

TA-TB が δT になっているわけですね．
No.2 の spinflip さんの回答で，TA-TB を十分小さくすることが
明示されていなかったので，No.3 のようにコメントしました．
TA と TB が大きく違っていると，測定される S は TA ～ TB の間の
S(T) を適当に平均した量になりますから．

さて，２つの状況ですが本質的には同じことだと思います．
つまり，δT あるいは ΔT を十分小さくしておいて，
対応する電位差を δT あるいは ΔT で割ったものがその温度での S(T) です．
所詮，直接測定するのは温度差と起電力ですから，
数値微分のようなことになるわけです．
単に割り算の結果を S(T) とするよりは，
ΔT もスキャンしてΔT→0 を考える方がより正確であるのは
spinflip さんのいわれるとおりです．

μの話はこのスレッドに書くのは反則かなと思ったのですが，
もしかしたら回答に気づいておられないのではないかと思って
つい書いてしまいました．

回答No.4

spinflip

siegmundさん、お世話になります。
S(T)については周りで流行った(??)ことがあるので、
当時の私の理解と、周りで実際に測っていた人の話をそのまま
書いてしまいました。siegmundさんの説明を読んでだいぶ悩み
ましたが、どうも、想定している測定状況が二人の間で異なる
のではないか、と思い始めました。よろしくお願いいたします。
以下の説明で、Vは試料両端の電圧とします。

spinflip: (T)[試料](T+δT)
　　　δTは非常に小さくしておいて、かつ、大体一定の値にしておく。
Tをscanしながら、T, T+δT，V(T)を測定し、
S(T)=V(T)/δT と求める。

siegmundさん： (T)[試料](T+ΔT)
まず、Tは固定して、ΔTをスキャンする。その結果から、
S(T)=∂V/∂ΔT
　　　と求め、Sの温度依存性は、Tを変えてまた測りなおす。

ということなのでしょうか。お手数おかけしましてすみませんが、
よろしくお願いいたします。
確かに、ΔTもスキャンして、ΔT→0の極限としてSを求めた
方が正確ですね。

(μの問題でも(さらに、他のいくつかの問題でも)大変お世話
になっております。向こうのボードに私の理解の状況を書いて
置きました。)

回答No.3

siegmund

siegmund です．

ナイーブなゼーベック係数の定義は spinflip さんが書かれているとおりですが，
例えば 0℃－10℃ のときの起電力と 50℃－60℃ のときの起電力が違ったりします．
これが結局 S の温度依存性になります．
したがって，何度のときの S というなら，微分で定義するべきで，
それが私の No.1 の解答です．

熱量と温度変化の比が熱容量と言うのがナイーブな定義ですが(つまり，C = Q/(T1-T2))，
熱容量は温度によって違ったりしますので，
通常 C = dQ/dT としているわけです．
今の場合も話は全く同様です．

ところで，spinflip さん，μの話は？

回答No.2

spinflip

普通、ゼーベック係数は、試料に温度勾配をつけて
(両端を異なる温度の熱浴に接触させてということ)
両端の起電力を測定します。
よって、両端の温度をTAとTBとすれば、
S=E/(TA-TB)
となって、あくまで温度勾配に比例するのであって、
室温(試料の温度)は関係ないと思うのですが、、、、。

回答No.1

siegmund

熱起電力をＥ，絶対温度をＴ，としてゼーベック係数Ｓの定義は
S = dE/dT
ですから，データの数値微分あるいは差分からすぐＳが求められます．