Час релаксації: відмінності між версіями

м
оформлення
Немає опису редагування
м (оформлення)
'''Час релаксаціїрелакса́ції''' - — період часу, за який збурення у виведеній із рівноваги фізичній системі зменшується в [[число e|e]] разів (e - — основа натуральних логарифімів).
 
Здебільшого позначається τ й має розмірність [[час]]у.
 
Згідно з [[принцип Лешательє-Брауна|принципом Лешательє-Брауна]] при відхилені фізичної системи від стану стійкої рівноваги виникають сили, які намагаються
повернути системи до рівноважного стану.
Якщо в стані рівноваги певна фізична величина f має значення <math> f_0 </math>, причому відхилення від рівноваги <math> |f-f_0| \ll f_0 </math>, то в першому наближенні можна вважати, що ці сили пропорційні відхиленню. [[Кінетичні рівняння|Кінетичне рівняння]] для величини f запишеться у вигляді
: <math> \frac{df}{dt} = - \lambda (f - f_0) </math>,
 
де λ -&nbsp;— певний параметр, а знак мінус вказує на те, що реакція системи на збурення приводить до повернення до рівноважного стану.
 
Величина
: <math> \tau = \frac{1}{\lambda} </math>
 
В такому випадку величина f змінюватиметься згідно із законом:
: <math> f(t) = f_0 + \Delta f_0 e^{-t/\tau}\, </math>,
 
де <math> \Delta f_0 = f(0) - f_0 </math> -&nbsp;— початкове збурення.
 
== Використання ==
 
Наближення часу релаксації широко використовується при описі кінетичних процесів у фізиці, коли мова йде про кінетику встановлення рівноважного стану. Перехід від нерівноважного стану до рівноваги супроводжується [[дисипація|дисипацією]] [[енергія|енергії]] і є незворотнім процесом. Встановлення рівноваги часто проходить кілька етапів, які характеризуються своїми окремими часами релаксації. Так, при збудженні молекул світлом встановлення теплової рівноваги відбувається за часи порядку <math> 10^{-12} </math> [[секунда|с]], а от [[люмінесценція]] -&nbsp;— випромінювання світла збудженими станами може мати характерні часи порядку наносекунд і навіть мікросекунд.
 
При описі багатьох фізичних процесів час релаксації береться як [[феноменологія|феноменологічний]] параметр, проте в окремих випадках його можна визначити через параметри мікроскопічних процесів, таких як ймовірність квантовомеханічного переходу чи [[переріз розсіювання]].