لقد حطمت التفاحة أفكار نيوتن حول الجاذبية الكونية. إذًا، من وجد المفتاح لفتح عالم الطاقة الحرارية؟ دعونا خطوة إلى تاريخ تطويرالمجلس التنفيذي الانتقاليوعالم الطاقة الحرارية.
من بين العديد من المشاهير في التاريخ القصير للمجال الكهروحراري، هناك شخص واحد لا يمكننا تجنبه - توماس جون سيبيك. إذًا، ما الذي فعله بالضبط ليجعلنا نحن الأشخاص الكهروضوئيين نتذكره؟
ولد توماس يوهان سيبيك (بالألمانية: Thomas Johann Seebeck، 9 أبريل 1770 - 10 ديسمبر 1831) في تالين عام 1770 (التي كانت آنذاك جزءًا من شرق بروسيا والآن عاصمة إستونيا). كان والد سيبيك ألمانيًا من أصل سويدي. وربما لهذا السبب، شجع ابنه على دراسة الطب في جامعة برلين وجامعة غوتنغن، حيث درس سابقًا. في عام 1802، حصل سيبيك على شهادة الطب. نظرًا لأن الاتجاه الذي اختاره كان الفيزياء في الطب التجريبي وقضى معظم حياته منخرطًا في التعليم والبحث في الفيزياء، فإنه يُنظر إليه عمومًا على أنه فيزيائي.
في عام 1821، قام سيبيك بتوصيل سلكين معدنيين مختلفين معًا لتشكيل دائرة تيار كهربائي. قام بتوصيل سلكين من طرف إلى طرف لتشكيل عقدة. وفجأة، اكتشف أنه إذا تم تسخين إحدى العقدتين إلى درجة حرارة عالية جدًا بينما تم الاحتفاظ بالأخرى عند درجة حرارة منخفضة، فسيكون هناك مجال مغناطيسي حول الدائرة. إنه ببساطة لم يصدق أنه عندما يتم تطبيق الحرارة على تقاطع مكون من معدنين، سيتم توليد تيار كهربائي. ولا يمكن تفسير ذلك إلا من خلال التيار المغناطيسي الحراري أو الظاهرة المغناطيسية الحرارية. على مدى العامين التاليين (1822-1823)، قدم سيبيك ملاحظاته المستمرة إلى الجمعية العلمية البروسية، واصفًا هذا الاكتشاف بأنه "مغنطة معدنية ناجمة عن اختلافات درجات الحرارة".
اكتشف سيبيك بالفعل التأثير الكهروحراري، لكنه قدم تفسيرًا خاطئًا: السبب وراء المجال المغناطيسي المتولد حول السلك هو أن التدرج في درجة الحرارة ممغنط المعدن في اتجاه معين، بدلاً من تكوين تيار كهربائي. ويرى المجتمع العلمي أن هذه الظاهرة ترجع إلى التدرج الحراري مما يسبب تيارا كهربائيا، والذي بدوره يولد مجالا مغناطيسيا حول السلك. كان سيبيك غاضبًا للغاية من هذا التفسير. ورد بأن تجربة أورستد (رائد الكهرومغناطيسية) أعمى أعين العلماء، فلم يتمكنوا من تفسيرها إلا بنظرية أن "المجالات المغناطيسية تنتج عن تيار كهربائي"، ولم يفكروا في أي تفسيرات أخرى. ومع ذلك، وجد سيبيك نفسه صعوبة في تفسير حقيقة أنه إذا تم قطع الدائرة، فإن التدرج في درجة الحرارة لا يولد مجالًا مغناطيسيًا حول السلك. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 1823 عندما أشار الفيزيائي الدنماركي أورستد إلى أن هذه كانت ظاهرة التحويل الكهروحراري، ومن ثم تم تسميتها رسميًا. وهكذا ولد تأثير سيبيك. تعكس هذه المراجعة أهمية التحقق التعاوني داخل المجتمع العلمي.
بعد قراءة القصة إليك النقطة الأساسية!
س: ما هو تأثير Seebeck؟
ج: تأثير Seebeck: عندما يشكل موصلان مختلفان أو أشباه الموصلات دائرة مغلقة، إذا كان هناك اختلاف في درجة الحرارة عند نقطتي الاتصال، سيتم توليد قوة دافعة كهربائية (يشار إليها بالجهد الكهروحراري) في الدائرة، وبالتالي تشكيل تيار. ويعتمد اتجاهها على اتجاه التدرج في درجة الحرارة، وعادة ما تهاجر الإلكترونات ذات النهاية الساخنة من السالب إلى الموجب.
س: ما هي سيناريوهات تطبيق تأثير Seebeck؟
ج: سيناريوهات تطبيق تأثير Seebeck: أنظمة توليد الطاقة للمعدات في مجال الفضاء الجوي، وأنظمة توليد الطاقة للمدفأة، وأنظمة توليد الطاقة بالفرن، وما إلى ذلك.
