ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Явление Пельтье из "Лазерное охлаждение твердых тел " Явление Пельтье имеет следующее объяснение. Электроны, переносимые током из одного металла в другой, ускоряются или замедляются под действием внутренней контактной разности потенциалов между металлами. В случае ускорения кинетическая энергия электронов увеличивается, а затем выделяется в виде тепла. В случае замедления кинетическая энергия электронов уменьшается, и эта убыль энергии пополняется за счёт тепловых колебаний атомов второго проводника. В результате происходит охлаждение. Более точно, носители тока, будь то электроны или дырки, по разные стороны от спая (контакта) обладают различной полной энергией (полная энергия представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий) и, пройдя через спай, если они попадают в область с меньшей энергией, то отдают свой избыток энергии кристаллической решётке, в результате чего спай нагревается. Соответственно, на другом спае носители тока переходят в область с большей энергией и недостающую энергию они заимствуют у решётки, что приводит к охлаждению спая. [c.103] Наиболее сильно эффект Пельтье проявляется в случае использования полупроводников с различными типами проводимости (р-и п-ти-пами). Здесь, на одном спае электроны и дырки движутся навстречу друг другу, а на другом спае протекающий ток отсасывает электроны и дырки от границы между полупроводниками. При движении навстречу электроны и дырки рекомбинируют электрон из зоны проводимости п-полупроводника попадает в р-полупроводник и занимает там валентное место дырки. При этом высвобождается как энергия, которая требуется для образования свободного электрона в п-полупроводнике и дырки в р-полупроводнике, так и кинетическая энергия электрона и дырки. Эта энергия поглощается кристаллической решёткой, что приводит к нагреванию данного спая. На другом спае убыль носителей тока в пограничной области пополняется за счёт попарного рождения электронов и дырок — здесь происходит обратный процесс электрон из валентной зоны р-полупроводника переходит в зону проводимости п-полупроводника. На образование такой пары затрачивается энергия, которая отбирается у кристаллической решётки, что приводит к охлаждению спая. [c.103] Интересно сравнить эффективность охлаждения за счёт эффекта Пельтье и за счёт антистоксовой флуоресценции. На этот вопрос впервые обратили внимание французские учёные в работе [145]. Ниже мы дадим сравнительный теоретический анализ оптического антистоксового охлаждения и охлаждения за счёт эффекта Пельтье, предложенный в этой работе, но прежде кратко рассмотрим некоторые практические особенности в конструкции уже имеющихся холодильников Пельтье. [c.104] Вернуться к основной статье