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 $dC/dx$ в направлении $X$ диффузионный поток $J$ определяется первым законом Фика:

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

где $D$ — 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:

$$𝐉=-D\mathrm{\nabla }C.$$

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:

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

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.