থমসন প্রভাব - একটি থার্মোইলেকট্রিক ঘটনা

যখন একটি তারের মধ্য দিয়ে সরাসরি বৈদ্যুতিক প্রবাহ যায়, তখন সেই তারটি উত্তপ্ত হয় জুল-লেনজ আইনের সাথে: কন্ডাক্টরের প্রতি ইউনিট আয়তনে মুক্তি পাওয়া তাপ শক্তি বর্তমান ঘনত্বের গুণফল এবং পরিবাহীতে কাজ করা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির সমান।

এটি কারণ যেগুলি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে তারের মধ্যে চলে বিনামূল্যে ইলেকট্রন, একটি কারেন্ট তৈরি করে, পথে স্ফটিক জালির নোডগুলির সাথে সংঘর্ষ হয় এবং তাদের গতিশক্তির কিছু অংশ তাদের কাছে স্থানান্তর করে, ফলস্বরূপ, স্ফটিক জালির নোডগুলি আরও জোরালোভাবে কম্পন শুরু করে, অর্থাৎ পরিবাহীর তাপমাত্রা এর আয়তন জুড়ে বেড়ে যায়।

অধিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি একটি তারে — স্ফটিক জালির নোডগুলির সাথে সংঘর্ষের আগে মুক্ত ইলেকট্রনের গতিবেগ যত বেশি হবে, তত বেশি গতিশক্তি তাদের মুক্ত পথে লাভ করার সময় থাকবে এবং তারা নোডগুলিতে তত বেশি গতিবেগ স্থানান্তর করবে। স্ফটিক জালি মুহুর্তে তাদের সাথে সংঘর্ষের পথে।এটা স্পষ্ট যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র যত বেশি, পরিবাহীতে মুক্ত ইলেকট্রনগুলি ত্বরান্বিত হয়, পরিবাহীর আয়তনে তত বেশি তাপ নির্গত হয়।

এখন কল্পনা করা যাক যে এক পাশের তারটি উত্তপ্ত। অর্থাৎ, এক প্রান্তের তাপমাত্রা অন্য প্রান্তের চেয়ে বেশি, অন্যদিকে অন্য প্রান্তের আশেপাশের বাতাসের তাপমাত্রা প্রায় একই। এর মানে হল যে কন্ডাকটরের উত্তপ্ত অংশে মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলির তাপ চলাচলের গতি অন্য অংশের তুলনায় বেশি।

এখন তারে একা রেখে দিলে ধীরে ধীরে ঠান্ডা হয়ে যাবে। কিছু তাপ সরাসরি আশেপাশের বাতাসে স্থানান্তরিত হবে, কিছু তাপ তারের কম উত্তপ্ত দিকে এবং সেখান থেকে আশেপাশের বাতাসে স্থানান্তরিত হবে।

এই ক্ষেত্রে, তাপ চলাচলের উচ্চ হার সহ মুক্ত ইলেকট্রনগুলি কন্ডাকটরের কম উত্তপ্ত অংশে মুক্ত ইলেকট্রনগুলিতে ভরবেগ স্থানান্তর করবে যতক্ষণ না কন্ডাকটরের সম্পূর্ণ আয়তনের তাপমাত্রা সমান হয়, অর্থাৎ তাপীয় হার না হওয়া পর্যন্ত। কন্ডাকটরের আয়তন জুড়ে মুক্ত ইলেকট্রনের চলাচল সমান করা হয়।

এর পরীক্ষা জটিল করা যাক. আমরা তারটিকে একটি সরাসরি কারেন্ট উত্সের সাথে সংযুক্ত করি, একটি শিখা দিয়ে পাশটি প্রিহিটিং করি যার সাথে উত্সের নেতিবাচক টার্মিনালটি সংযুক্ত হবে। উৎস দ্বারা সৃষ্ট বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে, তারের মুক্ত ইলেকট্রনগুলি নেতিবাচক টার্মিনাল থেকে ইতিবাচক টার্মিনালে যেতে শুরু করবে।

উপরন্তু, তারের প্রি-হিটিং দ্বারা তৈরি তাপমাত্রার পার্থক্য এই ইলেক্ট্রনগুলির বিয়োগ থেকে প্লাস পর্যন্ত চলাচলে অবদান রাখবে।

আমরা বলতে পারি যে উৎসের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি তারের সাথে তাপ ছড়াতে সাহায্য করে, তবে গরম প্রান্ত থেকে ঠান্ডা প্রান্তে অগ্রসর হওয়া মুক্ত ইলেকট্রনগুলি সাধারণত ধীর হয়ে যায়, যার অর্থ তারা পার্শ্ববর্তী পরমাণুগুলিতে অতিরিক্ত তাপ শক্তি স্থানান্তর করে।

অর্থাৎ, মুক্ত ইলেকট্রনকে ঘিরে থাকা পরমাণুর দিকে, জুল-লেনজ তাপের তুলনায় অতিরিক্ত তাপ নির্গত হয়।

এখন একটি শিখা দিয়ে তারের একপাশে আবার গরম করুন, তবে উত্তপ্ত দিকের সাথে একটি ইতিবাচক সীসা দিয়ে বর্তমান উত্সটি সংযুক্ত করুন। নেতিবাচক টার্মিনালের পাশে, কন্ডাক্টরের মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলির তাপ চলাচলের গতি কম থাকে, তবে উত্সের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় তারা উত্তপ্ত প্রান্তে ছুটে যায়।

মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলির তাপীয় গতি তারের প্রিহিটিং দ্বারা সৃষ্ট এই ইলেকট্রনগুলির গতিতে বিয়োগ থেকে প্লাস পর্যন্ত প্রচার করে। ঠান্ডা প্রান্ত থেকে গরম প্রান্তে মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলি সাধারণত উত্তপ্ত তার থেকে তাপ শক্তি শোষণ করে ত্বরান্বিত হয়, যার অর্থ তারা মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলির চারপাশে থাকা পরমাণুর তাপ শক্তি শোষণ করে।

এই প্রভাব পাওয়া গেছে 1856 সালে ব্রিটিশ পদার্থবিদ উইলিয়াম থমসনযা পাওয়া গেছে একটি অভিন্নভাবে উত্তপ্ত প্রত্যক্ষ কারেন্ট কন্ডাক্টরে, জুল-লেনজ আইন অনুসারে মুক্তি পাওয়া তাপ ছাড়াও, কারেন্টের দিকনির্দেশের উপর নির্ভর করে পরিবাহীর আয়তনে অতিরিক্ত তাপ নির্গত বা শোষিত হবে (তৃতীয় তাপবিদ্যুৎ প্রভাব) .

থমসন তাপের পরিমাণ কারেন্টের মাত্রা, কারেন্টের সময়কাল এবং পরিবাহীতে তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক।t — থমসন সহগ, যা কেলভিন প্রতি ভোল্টে প্রকাশ করা হয় এবং এর আকার একই থার্মোইলেক্ট্রোমোটিভ বল.

অন্যান্য তাপবিদ্যুৎ প্রভাব: Seebeck এবং Peltier প্রভাব