Закон Фика

Закон Фика описывает диффузию и может быть использован для нахождения коэффициента диффузии D. Существует два закона Фика, которые были получены немецким физиком Адольфом Фиком в 1855 году.

Первый закон Фика

В одномерной системе с градиентом концентрации вещества ${\displaystyle dC/dx}$ в направлении ${\displaystyle X}$ диффузионный поток ${\displaystyle J}$ определяется первым законом Фика:

$${\displaystyle J=-D{\frac {dC}{dx}}}$$

где ${\displaystyle D}$ — коэффициент диффузии (знак «-» указывает направление потока от больших концентраций к меньшим).

В общем случае, если градиент концентрации направлен в пространстве трёх измерений, то надо использовать более общую формулу:

$${\displaystyle \mathbf {J} =-D\nabla C\,.}$$

Второй закон Фика

В одномерной системе с градиентом концентраций вещества dC / dx в направлении х, скорость изменения концентрации вещества в данной точке, обусловлена диффузией, и определяется вторым законом Фика:

$${\displaystyle {\partial \over \partial t}C=D{\partial ^{2} \over \partial x^{2}}C}$$

где t — время. Это выражение аналогично уравнению для переноса тепла.

Литература

• Бадаев А.С. Физические основы микроэлектроники. Ч. 1: Физические свойства твердых тел: учеб. пособие/ А.С Бадаев, А.В. Чернышев. Воронеж: ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. 255 c.