Густина потоку частинок

Густина́ пото́ку части́нок — кількість частинок, що проходять через одиничну поверхню в одиницю часу.

Густина потоку частинок — вектор, який позначають зазвичай $\mathbf {j}$. Його абсолютна величина вимірюється в см^-2с^-1.

Якщо густина частинок дорівнює n, і вони рухаються зі швидкістю $\mathbf {v}$, то через одиничну поверхню $d\mathbf {S}$ за одиницю часу пройде

$n\mathbf {v} \cdot d\mathbf {S} =\mathbf {j} \cdot d\mathbf {S}$

частинок. Таким чином густина потоку частинок визначається формулою

$\mathbf {j} =n\mathbf {v}$

У випадку, коли частинки рухаються з різною швидкістю, потрібно провести усереднення

$\mathbf {j} =\int nf(\mathbf {v} )\mathbf {v} d^{3}\mathbf {v}$,

де $f(\mathbf {v} )$ — функція розподілу частинок за швидкостями.

У квантовій механіці густина потоку частинок задається формулою

$\mathbf {j} ={\frac {i\hbar }{2m}}(\psi ^{*}\nabla \psi -\psi \nabla \psi ^{*})$,

де $\psi$ — хвильова функція частинки, m — її маса, i — уявна одиниця, $\hbar$ — зведена стала Планка.

Див. також

• Густина струму
• Закони Фіка

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик П. П. Загальний курс фізики : навч. посібник у 3-х т. — Київ : Техніка, 2006. — Т. 2 : Електрика і магнетизм.