Номер 6, страница 166, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

6. Что называется релаксацией?

Решение

Релаксация (от лат. relaxatio — ослабление, расслабление) — это совокупность процессов, приводящих к установлению термодинамического равновесия в физической системе, которая была выведена из этого состояния внешним воздействием. Проще говоря, это процесс возвращения системы в свое "спокойное", наиболее устойчивое состояние.

Когда на систему оказывается внешнее воздействие (например, изменяется температура, давление, прикладывается электрическое или магнитное поле), ее макроскопические параметры (плотность, намагниченность, поляризация и т.д.) отклоняются от своих равновесных значений. После того как воздействие прекращается или становится постоянным, система начинает самопроизвольно переходить в новое состояние равновесия. Этот переходный процесс и есть релаксация.

Важнейшей характеристикой релаксационного процесса является время релаксации ($ \tau $). Это характерный временной интервал, в течение которого отклонение какого-либо параметра системы от его равновесного значения уменьшается в $ e $ раз (где $ e \approx 2.718 $ — основание натурального логарифма). Для многих систем зависимость отклонения параметра $ \Delta A $ от времени $ t $ описывается экспоненциальным законом:

$ \Delta A(t) = \Delta A(0) \cdot e^{-t/\tau} $

где $ \Delta A(0) $ — начальное отклонение в момент времени $ t=0 $.

Релаксация — универсальное явление, проявляющееся в различных областях физики и химии. Вот несколько примеров:

• Механическая релаксация: Если деформировать вязкоупругое тело (например, полимер или пластилин) и зафиксировать эту деформацию, то внутренние напряжения в нем со временем будут уменьшаться (ослабевать).
• Диэлектрическая релаксация: В диэлектрике, помещенном в электрическое поле, происходит ориентация дипольных молекул. После снятия поля молекулы возвращаются в исходное хаотическое состояние не мгновенно, а за определенное время релаксации.
• Магнитная релаксация: Процесс установления равновесной намагниченности в веществе после изменения внешнего магнитного поля. Это явление лежит в основе магнитно-резонансной томографии (МРТ).
• Тепловая релаксация: Процесс выравнивания температуры в системе, например, остывание нагретого тела до температуры окружающей среды.

Ответ: Релаксация — это процесс постепенного перехода физической системы из неравновесного состояния, вызванного внешним воздействием, в состояние термодинамического равновесия. Скорость этого перехода характеризуется временем релаксации.