тепловое движение

Безразмерного числового коэффициента перед соображения размерности дать, конечно, не могут. Но вот что интересно: безразмерные коэффициенты, как правило, оказываются порядка единицы! Вспомните известные вам физические формулы. В большинстве случаев никаких цифр в них нет вообще. Иногда появляются числа типа n или е. Реже — «двойка» и совсем редко — другие числа порядка единицы.

Но попробуйте найти формулу, где бы в качестве коэффициента фигурировало число порядка 10 или 0,1! При этом следует, конечно, учитывать, что зависимость концентрации В в А от расстояния до поверхности плавная. Концентрация на поверхности, где имеется контакт с чистым В, максимально возможная при данных условиях, т. е. равна пределу растворимости. Дальше она постепенно понижается до нуля. Это связано с тем, что за одно и то же время разные атомы успевают продиффундировать на разную глубину. Величина Dt выражает среднюю глубину проникновения атомов. Знание коэффициента диффузии очень важно, но оно ничего не говорит о том, как именно путешествуют атомы. Собственно, в газах и жидкостях это большого секрета не представляет. Атомы там «свободны» и в результате теплового движения просто перемещаются на новые места. А вот в более всего интересующих нас кристаллах ситуация не столь очевидна. В них атомы «привязаны» каждый к своему узлу кристаллической решетки ), и не так просто догадаться, как они ухитряются менять свои «места жительства». Может быть, атомы просто меняются между собой местами? Однако в условиях плотной упаковки кристалла им это сделать немногим проще, чем двум локомотивам разминуться на одном рельсовом пути. Если говорить более строго, то такое в принципе возможно. Но обмен атомов местами вызовет большие локальные искажения кристалла и соответственно резко возрастет энергия.

Поэтому ответ такой: в принципе возможно, но маловероятно. Более правдоподобной выглядит иная схема. Предположим, соседом атома оказалась вакансия. Тогда он может «перепрыгнуть» в вакантный узел. Для этого, правда, тоже придется раздвинуть соседей. Но отнюдь не так сильно, как при обмене атомов местами. Верные обещанию рассказать о диффузии по возможности кратко, мы не будем доказывать реальность вакансионного механизма. Но просим поверить на слово: существуют эксперименты, надежно демонстрирующие, что, как правило, вакансионный механизм диффузии доминирует в кристаллах. Именно поэтому «открытые» нами с помощью свободной энергии вакансии играют столь важную роль в жизни кристалла. Итак, время от времени атомы перепрыгивают в соседние вакантные узлы. Именно в соседние, так как трудно себе представить, что в плотноупакованном кристалле атомы играют в чехарду. В среднем атом за единицу времени делает n скачков. Каждый до ближайшего соседа — на расстояние. В какую сторону? А вот это до последнего момента никому неизвестно. С какой стороны подойдет вакансия, туда и прыгнет атом. Про такую ситуацию говорят, что атомы случайно блуждают по решетке.

Комментарии закрыты.