擴散作用

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兩種不同物質的擴散示意圖

分子擴散,通常簡稱為擴散,是分子通過隨機分子運動從高濃度區域向低濃度區域的網狀的傳播。擴散的結果是物質緩慢地混合起來。在溫度恆定的空間中,忽略外部分子對其的作用力,擴散過程的結果是達到完全混合的一種平衡狀態。 數學上,擴散過程通常由菲克定律描述。

應用[編輯]

擴散在許多學科(物理、化學、生物)都是非常重要的。擴散的一些應用包括:

重要性[編輯]

擴散是一種傳輸現象。分子擴散是已知的傳輸現象中,傳輸比較慢的。

固體物理學[編輯]

上圖顯示的是當光照在本徵半導體中心上時載流子的產生。由於電子(綠色)的擴散係數高於空穴(紫色),電子在中心處的堆積比空穴更少。。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.


擴散係數D菲克定律中的 係數 J=- D {\partial n}/{\partial x}, J 是單位時間單位面積的流量, n是該物質的總數, x 是位置(長度).

半導體載流子的運動也有擴散現象。電流的形成是由載流子的擴散和漂移(詳見漂移速度)共同作用的結果.

細胞生物學[編輯]

細胞生物學領域, 擴散是細胞間必要物質(例如胺基酸)傳播的主要形式。水分子通過半透膜的擴散被稱作滲透。細胞也通過此方式使部分物質進出細胞膜,部分的擴散是需要能量的,不能一概而論。


擴散英語:Diffusion)是物質分子順著濃度梯度(concentration gradient)或濃度差異移動的現象,即物質分子由高濃度區域移至低濃度區域,直到分子均勻分布為止。擴散是小分子進出細胞膜的的方式之一。但擴散只是一個基本概念,擴散可以分類為很多不同種類,其形成條件和狀態大體不同。有些擴散需要介質,而有些則需要能量。因此並不能將不同種類的擴散一概而論。

參見[編輯]