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]

當光照在本徵半導體中心上時,載流子在中間產生,並向兩邊擴散。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。

固體載流子的運動也有擴散現象。當固體中的電子密度不平衡時,電子將從密度高的區域向密度低的區域擴散。比如用光照射一塊半導體的中間,電子將在中間產生,並向兩邊擴散(如右圖所示),並形成擴散電流,也可以用菲克定律描述。

擴散係數菲克定律中的 係數 , 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).

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]