【化】 diffusion law
diffuse; pervasion; proliferate; spread
【计】 scattering
【化】 scatter
【医】 diffuse; diffusion; extensioin; generalization; generalize; irradiation
law
【化】 law
【医】 law
扩散定律（Diffusion Laws）是描述物质在介质中由高浓度区域向低浓度区域迁移过程的核心理论体系，由德国生理学家阿道夫·菲克于1855年提出，其数学表达与热传导方程存在类比关系。该定律包含以下两部分内容：
菲克第一定律（Fick's First Law）
定律表明稳态扩散（浓度不随时间变化）中，物质的扩散通量( J )与浓度梯度( frac{partial C}{partial x} )成正比，公式为：
$$ J = -D frac{partial C}{partial x} $$
其中( D )为扩散系数（单位：m²/s），负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。该定律适用于半导体掺杂、细胞膜物质交换等稳态场景。
菲克第二定律（Fick's Second Law）
针对非稳态扩散（浓度随时间变化），定律引入时间变量( t )，推导出偏微分方程：
$$ frac{partial C}{partial t} = D frac{partial C}{partial x} $$
该方程可预测污染物在土壤中的动态分布、药物在生物组织内的释放速率等时变过程。英国皇家化学会（Royal Society of Chemistry）将其列为化学工程领域基础方程之一。
应用领域与权威验证
扩散定律在环境科学（大气污染物传播模拟）、生物医学（神经递质扩散建模）及材料科学（金属合金热处理）中具有广泛应用。剑桥大学材料系通过分子动力学模拟验证了菲克定律在纳米尺度下的有效性，而《物理化学学报》多篇研究证实其在非均匀介质中的修正模型仍遵循菲克定律核心框架。
扩散定律（通常指菲克定律）是描述物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的定量规律，主要应用于物理学、化学、生物学等领域。以下是其核心内容：
公式：
$$
J = -D frac{partial C}{partial x}
$$
公式：
$$
frac{partial C}{partial t} = D frac{partial C}{partial x}
$$
扩展说明：菲克定律是理想条件下的线性近似，实际复杂体系（如多孔介质、高浓度溶液）可能需要修正模型。
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