Что такое время релаксации
Время релаксации
Время релаксации — период времени, за который амплитудное значение возмущения в выведенной из равновесия физической системе уменьшается в e раз (e — основание натурального логарифма), в основном обозначается греческой буквой τ.
Согласно принципу Ле Шателье — Брауна при отклонении физической системы от состояния устойчивого равновесия возникают силы, которые пытаются вернуть систему к равновесному состоянию. Если в состоянии равновесия некоторая физическая величина f имеет значение 
, причём отклонение от равновесия 
, то в первом приближении можно считать, что эти силы пропорциональны отклонению. Кинетическое уравнение для величины f запишется в виде
,
где λ — некоторый параметр, а знак минус указывает на то, что реакция системы на возмущение приводит к возвращению к равновесному состоянию.
В таком случае величина f будет изменяться по закону:
,
где 
— начальное возмущение.
Использование
Приближение времени релаксации широко используется при описании кинетических процессов в физике, когда речь идет о кинетике установления равновесного состояния. Переход от неравновесного состояния к равновесию сопровождается диссипацией энергии и является необратимым процессом. Установление равновесия часто проходит в несколько этапов, которые характеризуются своими отдельными временами релаксации. Так, при возбуждении молекул светом установление теплового равновесия происходит за время порядка 
с, а вот люминесценция — излучение света возбуждёнными состояниями, может иметь характерные времена порядка наносекунд и даже микросекунд.
При описании многих физических процессов время релаксации берётся как феноменологический параметр, однако в отдельных случаях его можно определить через параметры микроскопических процессов, таких как вероятность квантовомеханического перехода или сечение рассеяния.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Время релаксации» в других словарях:
время релаксации — электрической поляризации; время релаксации Время, в течение которого поляризованность диэлектрика после снятия внешнего электрического поля уменьшается в e раз, где e основание натуральных логарифмов. Время, в течение которого отклонение системы … Политехнический терминологический толковый словарь
время релаксации — Время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718. ). [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика
Время релаксации — – время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718….). [Строительная механика. Терминология. Выпуск 82. Изд. «Наука» М.1970] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis chemija apibrėžtis Laikas, per kurį kurio nors dydžio nuokrypis nuo pusiausvirojo sumažėja e kartų. atitikmenys: angl. relaxation time rus. время релаксации; период релаксации … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. relaxation time vok. Erholungszeit, f; Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n; период релаксации, m pranc. temps de relaxation, m … Fizikos terminų žodynas
ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ — – характерное время приближения системы к равновесному состоянию. В магнетизме – характеристика способности магнитных зерен или доменов в них менять направление намагниченности. Мелкие зерна магнитных минералов, время релаксации магнитных… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas sistemos slopimo koeficientui, t. y. τ = 1/δ ; čia δ – slopimo koeficientas. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Eksponentinio grįžimo į pusiausvyrą vyksmo trukmės konstanta. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n pranc. constante de… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laiko tarpas, per kurį tam tikro dydžio vertės nuokrypis nuo pradinės arba pusiausvirosios vertės sumažėja e (e = 2,71828…) kartų. atitikmenys: angl. relaxation time… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Физика Б1.Б8.
Электронное учебное пособие по разделу курса физики Механика
Механика – это раздел физики, который изучает наиболее простой вид движения материи – механическое движение и причины, вызывающие или изменяющие это движение.
Механика состоит из трех разделов: кинематики, динамики и статики. Кинематика дает математическое описание движения, не касаясь причин, которыми вызвано движение. Динамика – основной раздел механики, она изучает законы движения тел и причины, которыми вывзывается движение и его изменение. Статика изучает законы равновесия системы тел под действием приложенных сил. Мы ограничимся изучением двух основных разделов – кинематики и динамики.
Введение
Механика – это раздел физики, который изучает наиболее простой вид движения материи – механическое движение и причины, вызывающие или изменяющие это движение.
Механическое движение – это изменение во времени взаимного расположения тел или частей одного и того же тела. Причиной, вызывающей механическое движение тела или его изменение, является воздействие со стороны других тел.
Развитие механики началось еще в древние времена, однако, как наука она формировалась в средние века. Основные законы механики установлены итальянским физиком и астрономом Г. Галилеем (1564-1642) и английским ученым И. Ньютоном (1643-1727).
Механику Галилея-Ньютона принято называть классической механикой. В ней изучается движение макроскопических тел, скорости которых значительно меньше скорости света с в вакууме. Законы движения тел со скоростями, близкими к скорости света сформулированы А. Эйнштейном (1879-1955), они отличаются от законов классической механики. Теория Эйнштейна называется специальной теорией относительности и лежит в основе релятивистской механики. Законы классической механики неприемлемы к описанию движения микроскопических тел (элементарных частиц – электронов, протонов, нейтронов, атомных ядер, самих атомов и т.д.) их движение описывается законами квантовой механики.
Механика состоит из трех разделов: кинематики, динамики и статики. Кинематика дает математическое описание движения, не касаясь причин, которыми вызвано движение. Динамика – основной раздел механики, она изучает законы движения тел и причины, которыми вывзывается движение и его изменение. Статика изучает законы равновесия системы тел под действием приложенных сил. Мы ограничимся изучением двух основных разделов – кинематики и динамики.
В механике для описания движения в зависимости от условий решаемой задачи пользуются различными упрощающими моделями: материальная точка, абсолютно твердое тело, абсолютно упругое тело, абсолютно неупругое тело, и т.д. Выбор той или иной модели диктуется необходимостью учесть в задаче все существенные особенности реального движения и отбросить несущественные, усложняющие решение.
Материальная точка – это тело обладающее массой, размеры и форма которого несущественны в данной задаче. Любое твердое тело или систему тел можно рассматривать как систему материальных точек. Для этого любое тело или тела системы нужно мысленно разбить на большое число частей так, чтобы размеры каждой части были пренебрежимо малы по сравнению с размерами самих тел.
Абсолютно твердое тело – это тело, расстояние между любыми точками которого остается неизменным в процессе движения или взаимодействия. Эта модель пригодна, когда можно пренебречь деформацией тел в процессе движения.
Абсолютно упругое и абсолютно неупругое тело – это два предельных случая реальных тел, деформациями которых можно и нельзя пренебречь в изучаемых процессах.
Любое движение рассматривается в пространстве и времени. В пространстве определяется местоположение тела, во времени происходит смена местоположений или состояний тела в пространстве, время выражает длительность состояния движения или процесса. Пространство и время –это два фундаментальных понятия, без которых теряется смысл понятия движения: движения не может быть вне времени и пространства.
ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ
характеристика процесса установления термодинамич. равновесия в физ. системе. Определяет время, в течение к-рого отклонение к.-л. параметра системы от его равновесного значения уменьшается в е = 2,718. раз.
Смотреть что такое «ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ» в других словарях:
Время релаксации — период времени, за который амплитудное значение возмущения в выведенной из равновесия физической системе уменьшается в e раз (e основание натурального логарифма), в основном обозначается греческой буквой τ. Согласно принципу Ле Шателье Брауна при … Википедия
время релаксации — электрической поляризации; время релаксации Время, в течение которого поляризованность диэлектрика после снятия внешнего электрического поля уменьшается в e раз, где e основание натуральных логарифмов. Время, в течение которого отклонение системы … Политехнический терминологический толковый словарь
время релаксации — Время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718. ). [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика
Время релаксации — – время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718….). [Строительная механика. Терминология. Выпуск 82. Изд. «Наука» М.1970] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis chemija apibrėžtis Laikas, per kurį kurio nors dydžio nuokrypis nuo pusiausvirojo sumažėja e kartų. atitikmenys: angl. relaxation time rus. время релаксации; период релаксации … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. relaxation time vok. Erholungszeit, f; Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n; период релаксации, m pranc. temps de relaxation, m … Fizikos terminų žodynas
ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ — – характерное время приближения системы к равновесному состоянию. В магнетизме – характеристика способности магнитных зерен или доменов в них менять направление намагниченности. Мелкие зерна магнитных минералов, время релаксации магнитных… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas sistemos slopimo koeficientui, t. y. τ = 1/δ ; čia δ – slopimo koeficientas. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Eksponentinio grįžimo į pusiausvyrą vyksmo trukmės konstanta. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n pranc. constante de… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laiko tarpas, per kurį tam tikro dydžio vertės nuokrypis nuo pradinės arba pusiausvirosios vertės sumažėja e (e = 2,71828…) kartų. atitikmenys: angl. relaxation time… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ
Смотреть что такое «ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ» в других словарях:
Время релаксации — период времени, за который амплитудное значение возмущения в выведенной из равновесия физической системе уменьшается в e раз (e основание натурального логарифма), в основном обозначается греческой буквой τ. Согласно принципу Ле Шателье Брауна при … Википедия
время релаксации — электрической поляризации; время релаксации Время, в течение которого поляризованность диэлектрика после снятия внешнего электрического поля уменьшается в e раз, где e основание натуральных логарифмов. Время, в течение которого отклонение системы … Политехнический терминологический толковый словарь
время релаксации — Время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718. ). [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика
Время релаксации — – время, в течение которого напряжения при релаксации уменьшаются в е раз (е = 2,718….). [Строительная механика. Терминология. Выпуск 82. Изд. «Наука» М.1970] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis chemija apibrėžtis Laikas, per kurį kurio nors dydžio nuokrypis nuo pusiausvirojo sumažėja e kartų. atitikmenys: angl. relaxation time rus. время релаксации; период релаксации … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. relaxation time vok. Erholungszeit, f; Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n; период релаксации, m pranc. temps de relaxation, m … Fizikos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas sistemos slopimo koeficientui, t. y. τ = 1/δ ; čia δ – slopimo koeficientas. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit,… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Eksponentinio grįžimo į pusiausvyrą vyksmo trukmės konstanta. atitikmenys: angl. relaxation time vok. Relaxationszeit, f rus. время релаксации, n pranc. constante de… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
время релаксации — relaksacijos trukmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laiko tarpas, per kurį tam tikro dydžio vertės nuokrypis nuo pradinės arba pusiausvirosios vertės sumažėja e (e = 2,71828…) kartų. atitikmenys: angl. relaxation time… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Время релаксации и длина свободного пробега
Выясним теперь физический смысл коэффициента t.
Предположим, что, после того как скорость направленного движения электронов достигла стационарного значения vД, поле Е выключено. Вследствие столкновений электронов с дефектами решетки эта скорость начнет уменьшаться, и электронный газ будет переходить в равновесное состояние. Такие процессы установления равновесия в системе, ранее выведенной из этого состояния, называют релаксацией. Полагая в (5.3) qЕ=0, получим уравнение, описывающее переход электронного газа в равновесное состояние — процесс его релаксации:
(5.6)
Интегрируя (5.6), находим
(5.7)
Движение электронов в кристалле удобно описывать, используя понятие длины свободного пробега. По аналогии с кинетической теорией газов можно считать, что электрон движется в кристалле прямолинейно до тех пор, пока не встретится с дефектом решетки и не рассеется. Средний отрезок пути λ, который проходит электрон между двумя последовательными актами рассеяния, принимается за длину свободного пробега электрона.
Если бы электрон уже в единичном акте рассеяния полностью терял скорость в данном направлении и возвращался в первоначальное состояние хаотического движения, то средняя длина свободного пробега равнялась бы просто произведению средней скорости движения электронов v на время релаксации τ, которое в этом случае представляло бы собой просто время свободного движения электрона:
Часто, однако, для полного уничтожения скорости в данном направлении требуется не одно, а в среднем υ столкновений с рассеивающими центрами. Только после υ столкновений исчезает всякая корреляция между начальной и конечной скоростями движения электронов. Время, в течение которого будет происходить рассасывание направленного движения электронов, и в этом случае представляет собой время релаксации. Но средний путь, который пройдет электрон за это время, равен уже не λ, а
Величину L называют средней транспортной длиной свободного пробега.
Тот факт, что под действием электрического поля Е в проводнике возникает дрейф свободных носителей заряда, приводящий к появлению электрического тока, свидетельствует о том, что поле Е изменяет характер распределения свободных электронов по состояниям, т. е. вид функции распределения f(E), так как равновесная функция распределения f0(Е) не может привести к появлению тока. На рис. 5.1, а, б пунктиром показаны графики функций распределения для электронов после установления постоянной скорости дрейфа. Из рис. 5.1 видно, что влияние внешнего поля E на функцию распределения электронов по состояниям сводится к смещению всего распределения на величину vД=qEτ/mn в направлении, противоположном E. Вследствие такого смещения функции распределения перестают быть симметричными относительно оси ординат, и средняя скорость движения электронов в направлении оси х уже не будет равна нулю, как в отсутствие поля Е. Легко показать, что средняя скорость в этом случае будет равна скорости дрейфа vД.