
【化】 relaxation time
relax; slacken
comfort; please
hour; time; when; while
【化】 time
【醫】 tempo-; time
【經】 time
弛豫時間(Relaxation Time)是物理學和材料科學中的重要概念,指系統受擾動後恢複到平衡狀态所需的時間尺度。該術語在漢英詞典中常對應“relaxation time”,其核心含義體現在以下三方面:
物理動力學定義
在熱力學和統計物理中,弛豫時間表示微觀粒子(如電子、晶格原子)受外部激勵(如電場、溫度變化)後,通過相互作用重新達到熱平衡的時間常數。例如,導體中的電子弛豫時間可通過公式表示為:
$$
tau = frac{m}{n e rho}
$$
其中( m )為電子質量,( n )為電子密度,( e )為電荷量,( rho )為電阻率。
材料響應特性
在材料科學領域,弛豫時間用于描述高分子鍊段、磁疇或機械應力釋放的動态過程。例如聚合物在拉伸後,分子鍊通過重新排列恢複原狀的時間即屬于力學弛豫時間範疇。
磁共振成像應用
醫學MRI技術中的T1(縱向弛豫時間)和T2(橫向弛豫時間)分别對應質子自旋與周圍環境能量交換的時間、以及自旋相位失相幹的時間,這兩個參數是組織特征識别的重要依據。
該術語的權威解釋可參考《中國大百科全書·物理學卷》(第三版)及Springer出版的《Encyclopedia of Materials: Science and Technology》相關條目。具體實驗數據詳見《物理評論》期刊多篇關于弛豫機制的研究論文。
弛豫時間是物理學、化學、工程學等領域的重要概念,指系統從受擾動狀态恢複到平衡狀态所需的時間。以下是綜合多領域信息的詳細解釋:
弛豫時間是動力學系統的特征時間,描述系統從非平衡态過渡到平衡态所需的時間。例如,當外界擾動(如電場、磁場或機械力)撤除後,系統參數(如溫度、壓力、極化狀态)逐漸趨于穩定的過程。
時間特征量
系統狀态變化的快慢由弛豫時間衡量,短弛豫時間意味着系統能快速恢複平衡,長弛豫時間則對應緩慢調整過程。
兩類典型應用
領域 | 具體表現 | 示例 |
---|---|---|
材料科學 | 介電極化恢複時間 | 電介質撤去電場後的極化衰減 |
醫學影像 | MRI中磁化矢量恢複時間 | T₁加權像與T₂加權像的對比 |
工程力學 | 彈性形變消失時間 | 彈簧形變恢複原狀所需時間 |
社會經濟 | 政策實施到産生效果的時間延遲 | 經濟刺激政策的滞後效應 |
在協同學中,弛豫時間τ可表示為快變量消去過程的特征時間常數,常用于簡化多變量系統方程。例如快變量方程可寫為: $$ frac{dx}{dt} = -frac{1}{tau}(x - x_0) $$ 其中$x_0$為平衡态值,τ越小系統趨于平衡越快。
建議結合具體學科場景理解該概念,更多完整定義可參考搜狗百科、中國知網文獻等權威來源。
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