トムソン効果（読み）とむそんこうか（英語表記）Thomson effect

日本大百科全書(ニッポニカ)

トムソン効果
とむそんこうか
Thomson effect

導体棒（金属または半導体）の両端を図のように異なる温度に保って電流を流すとき、ジュール熱のほかに発熱または吸熱のおこる現象。熱電効果の一種で、1851年W・トムソン（後のケルビン卿(きょう)）により発見された。電流の向きまたは両端温度の高低を逆にすると発熱・吸熱が逆になる。トムソン効果による発（吸）熱は電流に比例する可逆現象である（ジュール熱は電流の2乗に比例し発熱のみで不可逆現象である）。導体棒の両端の温度差をΔT[K]、電流をI[A]、導体全体の単位時間の発熱量をQ[J/s＝W]とすれば、ΔTの小さい範囲では、QはIとΔTに比例し、
　　Q＝σIΔT
と表される。比例定数σは[V/K]の単位をもちトムソン係数とよばれる。高温側から低温側へ電流を流すとき発熱する場合を正とする。σは物質により異なる物質定数で、かつ温度にも依存する。導体内の電子が完全に自由であれば、電流の担い手が電子の場合、σは負になるはずだが、実際は正の物質もある。室温では、リチウムを除くアルカリ金属（ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム）、鉄、白金などでは負であるが、銅、亜鉛などでは正になる。トムソン効果は電流が熱を運ぶことに起因し、トムソン係数σと絶対熱電能ε[V/K]の間には、熱力学から導かれる関係

が存在する。

［宮台朝直］

[参照項目] | 熱電効果

トムソン効果〔図〕

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

トムソン効果
トムソンこうか
Thomson effect

熱電気現象の1つで，ペルチエ効果とともに熱起電力の原因ともなる。 W.トムソン (ケルビン卿) により発見された。均質の金属や半導体の内部に温度 T の勾配があるとき，電流を温度勾配に平行に流すと，ジュール熱以外に熱の発生または吸収が起る現象。この効果は可逆的であり，温度勾配と電流の向きを相対的に変えると，熱の発生と吸収とが入替る。温度勾配の方向を x とすれば，電流 I が流れるとき単位時間に単位長さあたり発生する熱量 Q は Q＝σIdT/dx となる。比例定数 σ はトムソン係数と呼ばれ，金属の種類や温度に依存し，正にも負にもなる。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典