珀爾帖

自學成才的業餘物理學家

帕爾帖效應是法國科學家珀爾帖於1834年發現的，所以，一提到帕爾帖的名字，人們很容易將他與帕爾帖效應聯繫起來，並誤以為他是一個物理學家，實際上他至多算個業餘的物理學家。

帕爾帖生於法國索姆，他本來是一個鐘錶匠，30歲那年放棄了這個職業，轉而投身到實驗與科學觀測領域之中。在他撰寫的大量論文中，絕大部分都是關於自然現象的觀測，譬如天電、龍捲風、天空藍度測量與光偏振、球體水温、極地沸點等，也有少量博物學方面的論文。

鐘錶匠作出科學大發現

1834年法國鐘錶匠兼科學家珀爾貼發現了熱電致冷和致熱現象－即温差電效應。由兩種材料組成一對熱電偶， 當熱電偶通入直流電流後，因直流電通入的方向不同， 將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象，稱這種現象為珀爾帖效應。

對帕爾帖效應的物理解釋是：電荷載體在導體中運動形成電流。由於電荷載體在不同的材料中處於不同的能級，當它從高能級向低能級運動時，便釋放出多餘的能量；相反，從低能級向高能級運動時，從外界吸收能量。能量在兩材料的交界面處以熱的形式吸收或放出。

流行的電子冰箱用的半導體致冷器就採用了珀爾帖效應

1837年，俄國物理學家愣次（Lenz，1804～1865）發現，電流的方向決定了吸收還是產生熱量，發熱（製冷）量的多少與電流的大小成正比，比例係數稱為“帕爾帖係數”。

Q=л·I=a·Tc·I，其中л=a·Tc

式中：Q——放熱或吸熱功率

π——比例係數，稱為珀爾帖係數

I——工作電流

a——温差電動勢率

Tc——冷接點温度

帕爾帖效應發現100多年來並未獲得實際應用，因為金屬半導體的珀爾帖效應很弱。直到上世紀90年代，原蘇聯科學家約飛的研究表明，以碲化鉍為基的化合物是最好的熱電半導體材料，從而出現了實用的半導體電子致冷元件——熱電致冷器（ThermoElectriccooling，簡稱TEC）。

與風冷和水冷相比，半導體致冷片具有以下優勢：（1）可以把温度降至室温以下；（2）精確温控（使用閉環温控電路，精度可達±0.1℃）；（3）高可靠性（致冷組件為固體器件，無運動部件，壽命超過20萬小時，失效率低）；（4）沒有工作噪音。