Thomas Johan Seebeck

Thomas Johann Seebeck (alemán: [ˈtoːmas ˈjoːhan ˈzeːbɛk]; 9 de abril de 1770 - 10 de diciembre de 1831) fue un físico alemán báltico que, en 1822, observó una relación entre el calor y el magnetismo. Más tarde, en 1823, Ørsted llamó a este fenómeno efecto termoeléctrico.

Seebeck nació en Reval (hoy Tallin) en el seno de una rica familia de comerciantes alemanes del Báltico. Se licenció en medicina en 1802 en la Universidad de Göttingen, pero prefirió estudiar física. De 1821 a 1823, Seebeck realizó una serie de experimentos tratando de comprender los hallazgos de Ørsted de 1820. Durante sus experimentos, observó que una unión de metales diferentes produce una deflexión en una aguja magnética (brújula) cuando se expone a una temperatura degradado. Debido a que Ørsted había descubierto que una corriente eléctrica produce una desviación en una brújula transversal al cable, los resultados de Seebeck se interpretaron como un efecto termoeléctrico. Esto ahora se llama efecto Peltier-Seebeck y es la base de termopares y termopilas.

Efecto Seebeck

Una placa en honor de Seebeck en Tallinn, Estonia

En 1822, después de experimentos previos sobre corriente voltaica y magnetismo, Thomas Johann Seebeck descubrió que un circuito hecho de dos metales diferentes con uniones a diferentes temperaturas desviaría el imán de una brújula. Seebeck creía que esto se debía al magnetismo inducido por la diferencia de temperatura. A partir de este resultado, Seebeck elaboró una tabla relacionando diferentes uniones metálicas y la deflexión del compás. Su principal conclusión al final de estos experimentos fue sobre la influencia de los metales y los volcanes en el magnetismo terrestre.

Sin embargo, durante la década de 1820, hubo al menos dos explicaciones diferentes sobre la relación entre la electricidad y el magnetismo. Uno de ellos estaba relacionado con la creencia en la polaridad de la Naturaleza (Naturphilosophie); otro, siguió los conceptos de fuerza de Newton. Ørsted, Seebeck, Ritter y algunos químicos y físicos alemanes creían en la polaridad y buscaban una relación entre las diferentes fuerzas de la Naturaleza, como la electricidad, el magnetismo, el calor, la luz y las reacciones químicas. Siguiendo el concepto de fuerza de Newton estaban André-Marie Ampère y algunos físicos franceses. Ørsted interpretó el experimento de Seebeck como una relación entre la electricidad, el magnetismo y el calor.

efecto Seebeck en un termopilo hecho de alambres de hierro y cobre

Después del descubrimiento del electrón y su carga fundamental, rápidamente se descubrió que el efecto de Seebeck era una corriente eléctrica inducida, que por la ley de Ampere desvía el imán. Más específicamente, la diferencia de temperatura produce un potencial eléctrico (voltaje) que puede impulsar una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Hoy en día, este efecto se conoce como el efecto Peltier-Seebeck.

El voltaje producido es proporcional a la diferencia de temperatura entre las dos uniones. La constante de proporcionalidad (a) se conoce como el coeficiente de Seebeck y, a menudo, se la denomina potencia termoeléctrica o termopotencia. El voltaje de Seebeck no depende de la distribución de temperatura a lo largo de los metales entre las uniones. Este efecto es la base física de un termopar, que se utiliza a menudo para medir la temperatura.

V=a()Th− − Tc){displaystyle V=a(T_{h}-T_{c},!}

La diferencia de voltaje, V, producida entre los terminales de un circuito abierto hecho de un par de metales diferentes, A y B, cuyas dos uniones se mantienen a diferentes temperaturas, es directamente proporcional a la diferencia entre las temperaturas de unión caliente y fría, T_h − T_c. El voltaje o la corriente que se produce en las uniones de dos metales diferentes es causado por la difusión de electrones desde una región de alta densidad de electrones a una región de baja densidad de electrones, ya que la densidad de electrones es diferente en diferentes metales. La corriente convencional fluye en la dirección opuesta.

Si ambas uniones se mantienen a la misma temperatura, se difunde la misma cantidad de electrones en ambas. Por lo tanto, las corrientes en las dos uniones son iguales y opuestas y la corriente neta es cero, y si ambas uniones se mantienen a diferentes temperaturas, las difusiones en las dos uniones son diferentes y, por lo tanto, se produce una cantidad diferente de corriente. Por lo tanto, la corriente neta es distinta de cero. Este fenómeno se conoce como termoelectricidad.

Precursoras de la fotografía en color

En 1810, en Jena, Seebeck describió la acción de la luz sobre papel sensibilizado con cloruro de plata (una técnica utilizada por Johann Ritter). Observó que el producto químico expuesto a veces tomaba una versión pálida aproximada del color del espectro solar proyectado desde un prisma al que había sido expuesto, y también informó sobre la acción de la luz para longitudes de onda más allá del extremo violeta del espectro. espectro. Seebeck informó que el violeta producía un marrón rojizo; azul en el segmento azul, que se extendió al verde; se puso negro o amarillento en luz amarilla; y el rojo produjo el rojo rosa o el rojo hortensia. El experimento no se pudo conservar porque no pudo fijar el cloruro de plata para evitar su posterior reacción a la luz, aunque Hannavy informa que "en un espectro atribuido a Seebeck en una colección privada, el púrpura y el violeta actualmente permanecen visibles". 34; aunque débilmente. Mantuvo correspondencia con J. W. Goethe, que estaba escribiendo sobre la Teoría de los colores (Zur Farbenlehre) y que incluyó el descubrimiento de Seebeck como apéndice.

Otros logros

En 1808, Seebeck fue el primero en producir y describir la amalgama de potasio. En 1810, observó las propiedades magnéticas del níquel y el cobalto. En 1818, Seebeck descubrió la actividad óptica de las soluciones de azúcar.