扩散作用

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两种不同物质的扩散示意图

分子扩散,通常简称为扩散,是分子通过随机分子运动从高浓度区域向低浓度区域的网状的传播。扩散的结果是物质缓慢地混合起来。在温度恒定的空间中,忽略外部分子对其的作用力,扩散过程的结果是达到完全混合的一种平衡状态。 数学上,扩散过程通常由菲克定律描述。

应用[编辑]

扩散在许多学科(物理、化学、生物)都是非常重要的。扩散的一些应用包括:

重要性[编辑]

扩散是一种传输现象。分子扩散是已知的传输现象中,传输比较慢的。

固体物理学[编辑]

上图显示的是当光照在本征半导体中心上时载流子的产生。由于电子(绿色)的扩散系数高于空穴(紫色),电子在中心处的堆积比空穴更少。。The above palette shows change in excess carriers being generated (green:electrons and purple:holes) with increasing light intensity (Generation rate /cm3) at the center of an intrinsic semiconductor bar. Electrons have a higher diffusion constant than holes, leading to fewer excess electrons at the center as compared to holes.


扩散系数D菲克定律中的 系数 J=- D {\partial n}/{\partial x}, J 是单位时间单位面积的流量, n是该物质的总数, x 是位置(长度).

半导体载流子的运动也有扩散现象。电流的形成是由载流子的扩散和漂移(详见漂移速度)共同作用的结果.

细胞生物学[编辑]

细胞生物学领域, 扩散是细胞间必要物质(例如氨基酸)传播的主要形式。水分子通过半透膜的扩散被称作渗透。細胞也通过此方式使部分物质进出细胞膜,部分的扩散是需要能量的,不能一概而论。


扩散英语:Diffusion)是物质分子顺着浓度梯度(concentration gradient)或浓度差异移动的现象,即物质分子由高浓度区域移至低浓度区域,直到分子均匀分布为止。扩散是小分子进出细胞膜的的方式之一。但扩散只是一个基本概念,扩散可以分类为很多不同种类,其形成条件和状态大体不同。有些扩散需要介质,而有些则需要能量。因此并不能将不同种类的扩散一概而论。

參見[编辑]