Yarimo’tkazgichlarning yana bir muhim xususiyati ular elektrik o’tkazuvchanligining temperaturaga o’ta sezgirligidir

3. Tomson effekti

Doimiy temperatura farqi hosil qilingan metall sterjenni ko’rib chiqamiz. Uning issiq uchi temperaturasi T₁,sovuq uchi temperaturasi T₂ bo’lsin. o’tkazgichni doimiy tok manbaiga ulaymiz.

Undan elektr toki o’ta boshlaydi va Joul-Lents qonuniga ko’ra

(10.73)

miqtsorda Joul issiqligi ajralib chiqadi. Bunda 1 — sterjendagi tok kuchi, R

— uning elektr qarshiligi va t — tok o’tish vaqti. 1856 yili ingliz fizigi U. Tomson (lord Kelvin) yuqorida keltirilgan doimiy temperatura gradientiga ega bo’lgan (bir uchi T₁ va ikkinchi uchi T₂ temperaturali) tokli o’tkazgichda Joul issikligi Qjdan tashqari yana qo’shimcha issikdik miqdori — Qjajralib chiqishi, yoki yutilishi mumkin ekanligini oldindan aytib beradi. Bu fikr keyinchalik frantsuz fizigi Leru tajribalarida tasdiqlandi va Tomson effekta deb nomlandi. O’tkazgichda ajralib chiqayotgan to’liq issikdik miqdorq

(14)

ko’rinishda yoziladi. Q_j ning ishorasi tokning va temperatura gradientining o’zaro yo’nalishiga bog’liq. Agar tok o’tkaziichning sovuq uchidan issiq uchi tomon yo’nalsa, Q_s musbat bo’lib o’tkaziichda qo’shimcha issikdik mikdori ajralib chiqadi. Bunda metalldagi elektronlar issiq uchidan sovuq uchi tomon yo’naladi. Tok yo’nalishini teskariga o’zgartirsak, Q_s manfiy va issikdik yutiladi. Metallarning erkin elektronlar nazariyasi doirasida ushbu hodisa quyidagicha izohlanadi.

O’tkazgichning issiq qismidagi elektronlarning o’rtacha kinetik energiyasi sovuq qismidagidan katta bo’ladi. Tashqi elektr yurituvchi kuch ta’sirida elektronlar metallning sovuq qismiga qarab dreyf harakat qilganda, sovuq qismga yetib kelgach, kristall panjarasi ionlari bilan to’qnashib, bir qism energiyalarini ularga beradi va «soviydi».

Natijada ularning o’rtacha kinetik energiyasi o’tkazgichning sovuq qismidagi elektronlarniki bilan tenglashadi. Bunda o’tkazgichda qo’shimcha Q_j miqdorda issikdik ajralib chiqadi.

Agar tok yo’nalishini o’zgartirsak, sovuq elektronlar o’tkazgichning issiq qismiga qarab harakat qiladi va termo dinamik muvozanatga kelish uchun panjara ionlarining bir qism energiyasini yutadi. Tomson issikdigi Q_j o’tkazgichdan oqib o’tgan zaryad mikdori va uning uchlaridagi temperaturalar farqiga proportsional:.

(15)

Bunda T_τ Tomson koeffitsenti deb ataladi.

Ushbu ifoda xona temperaturasiga yaqin va uncha katta bo’lmagan temperaturalar oralig’ida bajariladi. Tomson nazariyasiga asoson, ikki o’tkazgichdan yasalgan termojuftliklarning -a Zeebek koeffitsienti Tomson koeffitsientiga bog’liq ekan.

(16)

Oxirgi ifoda Tomson va Zeebek hodisalarini o’zaro bog’lovchi munosabatdir.