Effet Ettingshausen

L'effet Ettingshausen (appelé également second effet Nernst–Ettingshausen) est un phénomène thermoélectrique (ou thermomagnétique) qui affecte le courant électrique dans un conducteur lorsqu'un champ magnétique est présent[1].

Gradient de température dû à l'effet Ettingshausen avec l'application d'un champ magnétique et d'un courant électrique.

Albert von Ettingshausen (en) et son étudiant de thèse Walther Nernst étudiaient l'effet Hall dans le bismuth, lorsqu'ils observèrent un courant perpendiculaire inattendu lorsqu'un côté de l'échantillon était chauffé. Ceci correspond à l'effet Nernst. Réciproquement, en appliquant un courant (selon l'axe y) et un champ magnétique perpendiculaire (selon l'axe z) un gradient de température apparait selon l'axe x. Ceci correspond à l'effet Ettingshausen. Du fait de l'effet Hall, les électrons sont forcés à se déplacer perpendiculairement au courant appliqué. A cause de l'accumulation des électrons sur un côté de l'échantillon, le nombre de collisions s'accroît et le matériau s'échauffe.

Cet effet est quantifié par le coefficient d'Ettingshausen P, défini par :

dT/dx est le gradient de température qui résulte de la composante y Jy de la densité de courant électrique (en A/m2) et de la composante z Bz du champ magnétique.

Dans la plupart des métaux tels que le cuivre, l'argent et l'or P est de l'ordre de 10−16 m·K et l'effet est donc difficile à observer avec les champs magnétiques usuels. Dans le bismuth, le coefficient d'Ettingshausen est de plusieurs ordres de grandeur supérieur à cause de sa faible conductivité thermique, et vaut (7,5 ± 0,3) × 10−4 m·K[2].

Références

  1. (de) A. v. Ettingshausen et Nernst, W., « Ueber das Auftreten electromotorischer Kräfte in Metallplatten, welche von einem Wärmestrome durchflossen werden und sich im magnetischen Felde befinden », Annalen der Physik und Chemie, vol. 265, no 10,‎ , p. 343–347 (DOI 10.1002/andp.18862651010, Bibcode 1886AnP...265..343E, lire en ligne)
  2. (de) Daniel Träutlein, Moritz Bubek, Markus Müller, Tim Thomay, Pascal Frank et Markus Beyer, « Ettinghausen-Effekt an Bismuth » [« Ettingshausen effect on Bismuth »],

Voir aussi

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