Концентрация частиц

Концентрация
${\frac {N}{V}}$
Размерность	L−3
Единицы измерения
СИ	м−3
СГС	см−3

Концентра́ция части́ц — физическая величина, равная отношению числа частиц N к объёму V, в котором они находятся:

$n={\frac {N}{V}}.$

Размерность в СИ [n] = 1/м³, в системе СГС — [n] = 1/см³.

Если концентрация является функцией координаты $n=n({\vec {r}}),$ то под концентрацией понимают отношение:

$n({\vec {r}})=\lim _{V\rightarrow 0}{\frac {N}{V}}.$

Таким образом,

$N=\int \limits _{V}n(\mathbf {r} )\,\mathrm {d} V.$

Однако такое представление является в некоторой степени условным, поскольку концентрация (как, например, и температура) относится к макропараметрам и при переходе к бесконечно малому объёму, по большому счёту, теряет смысл. Бесконечно малый объём в данном случае должен определяться как объём, число частиц в котором велико, однако изменение макропараметров в пределах объёма мало́.

Концентрация имеет следующую связь с плотностью и насыщенностью:

$\rho ={\frac {dm}{dV}}={\frac {m_{0}\cdot dN}{dV}}=m_{0}\cdot n={\frac {m_{0}}{V_{0}}}\cdot {\frac {dN}{dS}}.$

Формулы, в которых присутствует концентрация

$p=nkT$ — давление идеального газа (см. уравнение Клапейрона).

$\lambda ={\frac {1}{{\sqrt {2}}\pi D^{2}n}}$ — средняя длина свободного пробега молекулы газа (здесь D — эффективный диаметр молекулы).

$\nu ={\frac {n\langle v\rangle }{4}}$ — число ударов молекул газа о единицу поверхности стенки за единицу времени (здесь $\langle v\rangle$ — средняя скорость молекул).

${\vec {j}}=qn{\vec {v}}$ — плотность тока (здесь q — заряд носителя, ${\vec {v}}$ — средняя скорость носителей заряда в данной точке).

См. также

• Концентрация смеси