* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
УРАВНЕНИЕ САМОДИФФУЗИИ
495
цей в диффузионных свойствах изотопов обычно можно пренебречь, величина D тоже должна быть постоянной во всей системе. Таким образом, уравнение (2) принимает следующий вид:
dt
| дх ^ _
л
ду
^
(3)
где V* означает ^
+ ~
+
Уравнение (3) можно также выразить в сферических полярных координатах г, < и 0 с помощью уравнений преобразования координат р x = rsin (Jcostp, у = rsin (J sin о, г
1С dt D г*
—
(4)
r cos 0.
Тогда уравнение (3) принимает следующий вид:
дг V дг)~Г sin 0 d9 Н аб J"f" sin* 0 0 ? *
(5)
В случае линейной диффузии уравнение (3) сводится к
дС
п
д*С
Это уравнение известно под названием уравнения диффузии сферически симметричной диффузии уравнение (5) сводится к
Фика. В случае
•£-=<>•
Чаще всего в исследованиях самодиффузии применяется уравнение (6), Разделение переменных в уравнении (6) можно осуществить следующей; подстановкой: C=Q(x)T(t). (8), Отсюда
D(a*Qfdx*) dTjdt
Q
Т
О),
Правая часть этого уравнения представляет собой функцию только времени t, а левая часть — ф у н к ц и ю только координаты х. Поэтому, для того чтобы удо влетворялось равенство величин, стоящих в левой и в правой части уравнения, необходимо, чтобы они не зависели ни от х, ни от I, т. е. равнялись одной и той же постоянной величине. Обозначим эту постоянную через — Dk?, где к-—произвольная постоянная. T = const .e'
k DKH
(10)
Q должно удовлетворять уравнению
^ + f t 3 Q
= 0
.
(И).
Решение уравнения ( I I ) имеет следующий вид:
% = ь
к
К
е
>
где К' —постоянная при данном к, a k может быть как положительной, так и, отрицательной величиной.