הצגת המקור של הדף "רלקסציה"

'''רלקסציה''' (בעברית: '''תפוגה'''{{הערה|{{מילון אקדמיה|223|21870_1|תְּפוּגָה}}}}) ב[[פיזיקה]] וב[[כימיה פיזיקלית]] היא תהליך בו מערכת [[עירור|מעוררת]] או מופרעת באופן אחר מ[[שיווי משקל תרמודינמי|שיווי משקל]], חוזרת למצב של שיווי משקל.{{הערה|1= IUPAC PHOTOCHEMICAL GLOSSARY (1988) זוהי הגדרת המונחון של התאחדות הבינ"ל לכימיה טהורה ויישומית }}

המאפיין העיקרי המשותף לתהליכי רלקסציה שונים הוא '''זמן הרלקסציה''' (בעברית: '''זמן תפוגה'''{{הערה|{{מילון אקדמיה|196|13262_1|זְמַן תְּפוּגָה}}}}) - הזמן האופייני שלוקח למערכת לחזור למצב של שווי משקל, ומסומן בדרך כלל במשוואות ב-<math>\ \tau</math>. זמן הרלקסציה מוגדר כזמן שלוקח ל[[גודל פיזיקלי|גודל]] הנמדד להגיע לערך של אחד חלקי [[e (קבוע מתמטי)|e]] מערכו ההתחלתי.

רלקסציה היא מונח הכולל תהליכים רבים בטבע. חומרים [[ויסקואלסטיות|ויסקואלסטיים]] כמו [[מסטיק]] שנמתחים בפתאומיות נוטים לחזור למצבם הרפוי עם זמן רלקסציה אופייני של מספר שניות. [[קבל]] טעון נוטה לפרוק את ה[[מטען חשמלי|מטען החשמלי]] בתפוגה האופיינית ל[[מעגל RC]]. [[דיפול]]ים חשמליים בחומר נוטים להסתובב בהשפעת [[קרינה אלקטרומגנטית]] בזמנים אופייניים של {{SN||-15}} שניות ועד מספר שניות.

== סוגי רלקסציות ==
רלקסצית תהודה מגנטית גרעינית (NMR Relaxation)- במדידות [[תהודה מגנטית גרעינית]] רלקסציה היא התהליך בו [[ספין (פיזיקה)|הספין הגרעיני]] חוזר להתפלגות שיווי המשקל התרמודינמי שלו עם הסביבה.

רלקסצית דיפול (Dipole relaxation)-התהליך בו [[מולקולה|מולקולות]] בעלות [[דיפול]] קבוע חוזרות לאחר הפרעה לסדר שמאפיין אותן בשיווי משקל [[תרמודינמיקה|תרמודינמי]] עם הסביבה. כלומר צפיפותם והתפלגות כיווני וקטור הדיפול חוזרים לצורה המאפיינת אותם בשיווי משקל תרמודינמי עם הסביבה. ניתן להבחין בתופעה זאת בעזרת [[מדידות עכבה חשמלית]] שם ההפרעה היא הפעלת מתח חליפין.

רלקסציה יונית (Ionic relaxation)- רלקסציה יונית מורכבת מ[[מוליכות יונית]], מוליכות פני השטח (מתייחס למצב בו יונים ספוחים לפני שטח מוצקים), ופיזור מטען. התהליך בו אלו חוזרים לרמתם והתפלגותם בשיווי משקל תרמודינמי עם הסביבה לאחר הפרעה הוא רלקסציה יונית. גם בתופעה זו ניתן להבחין בעזרת [[מדידות עכבה חשמלית]].

רלקסציה דיאלקטרית (Dielectric relaxation)- היא התוצאה הכוללת של רלקסצית דיפול ורלקסציה יונית הגוררות שינוי בערכו של [[המקדם הדיאלקטרי]]. התהליך בו ערך זה חוזר לרמתו האופיינית בשיווי משקל תרמודינמי עם הסביבה לאחר הפרעה הוא רלקסציה דיאלקטרית. גם בתופעה ניתן להבחין בעזרת [[מדידות עכבה חשמלית]].

למעשה ניתן להגדיר רלקסציה לכל גודל תרמודינמי, כך קיימת גם רלקסצית [[ספין (פיזיקה)|ספין אלקטרוני]],{{הערה|Jacques Reuben,{{כ}} [http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j100689a023 Electron spin relaxation in aqueous solutions of gadolinium(III). Aquo, cacodylate, and bovine serum albumin complexes], באתר ACS Publications (לקוח מ"The Journal of Physical Chemistry, 1971, 75 (20), עמודים 3164–3167")}} או רלקסצית ספין אלקטרוני-[[פונון]]{{הערה|1=A. M. Alcalde; G. E. Marques ,{{כ}} [http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-97332004000400051 Electron spin-phonon relaxation in quantum dots], באתר SciELO (לקוח מ"Brazilian Journal of Physics" כרך 34 מספר 2b,{{כ}} São Paulo,{{כ}} יוני 2004}} ועוד.

== המאפיינים של רלקסציה ==
ישנם מקרים בהם רלקסציה היא תהליך המתקדם באופן [[פונקציה מעריכית|מעריכי]],{{הערה|1=Proton spin-lattice relaxation in the organic superconductor (BEDT-TTF)2Cu(NCS)2. Evidence for relaxation by localized paramagnetic centres

T Klutz et al 1990 J. Phys.: Condens. Matter 2 10417-10434}}
במקרים אלו ניתן להגדיר "זמן רלקסציה" בתור הזמן שחלף מתחילת הרלסציה עד שהערך המתפוגג קטן פי בסיס הלוגריתם הטבעי [[e]].
לדוגמה: במקרה של רלקסצית דיפול, נניח כי ברגע תום ההפרעה 80% מהדיפולים היו במצב מופרע, זמן הרלקסציה האופייני יהיה אם כן הזמן שיחלוף עד שערך זה יקטן פי e, כלומר עד הרגע בו 29.43% מהדיפולים יהיו מופרעים.

מקרה של רלקסציה מעריכית המשמש מודל לרלקסציות אחרות{{הערה|1=למשל לפריקת [[:en:Double layer (electrode)|שכבה כפולה]]}} הוא [[פריקה]] של [[קבל]].
שם ניתן להוכיח בעזרת [[חוקי קירכהוף]] כי קצב הפריקה הוא מעריכי, והזמן האופייני לפריקה הוא מכפלת התנגדות המעגל בקיבול הקבל, גודל זה מוכר גם ב[[קבוע הזמן]] של המערכת.{{הערה|[http://www.upscale.utoronto.ca/IYearLab/capacitor.pdf CHARGE AND DISCHARGE OF A CAPACITOR], באתר [[אוניברסיטת טורונטו]]}}

עם זאת לא כל הרלקסציות מתקדמות באופן מעריכי.{{הערה|1=Concentration, relaxation, and phonon bottleneck of paramagnetic centers: A new experimental method of study, A. Abragam, V. Bouffard and Y. Roinel}}
אבל כל עוד התקדמות הרלקסציה היא [[פונקציה מונוטונית|מונוטונית]] הגדרה זה עשויה להיות תקפה.{{הערה|1=Non-Exponential Relaxation Time Scales in Disordered Systems: An Application to Protein Dynamics

G. Iori et al 1994 Europhys. Lett. 25 491-496   }}
לתהליכים לא מונוטוניים, אין מגדירים זמן רלקסציה.

== הגורמים המשפיעים על רלקסציה ==

מאחר שרלקסציה עוסקת בעיקר בהתפלגות גדלים כמוסבר לעיל- ניתן להיעזר בפונקציות ההתפלגות המקובלות בטבע לחישוב גדלים הקשורים לרלקסציה, כגון זמן הרלקסציה. התפלגות רלוונטית אחת היא [[התפלגות מקסוול-בולצמן]] הנכונה לגדלים [[וקטור (פיזיקה)|וקטור]]יים המתפלגים נורמלית. התפלגות שנייה היא התפלגות [[התפלגות בוז-איינשטיין]] הנכונה ל[[בוזון|בוזונים]], כמו גם [[התפלגות פרמי-דיראק]] הנכונה דווקא ל[[פרמיון|פרמיונים]].

הגם שהתפלגיות אלו עוסקת רק במצב שיווי משקל ולא בהגעה עליו, ניתן למצער להבין מהם כי זמן התפוגה יהיה קשור לאנרגיית האצורה בהפרעה ורמת האנרגיה של מצב שיווי המשקל התרמודינמי.
חישוב [[א-פריורי]] של זמן התפוגה, גם במצב בו שני אלו ידועים הוא נושא למחקרים רבים, ונכון לעכשיו אין [[אלגוריתם]] [[ריגורוזי]] לעשות זאת, אלא רק שיטות הערכה.{{הערה|1=# Estimation of Relaxation Time Distributions in Magnetic Resonance Imaging
# Edward Susko, Michael J. Bronskill, Simon J. Graham and Robert J. Tibshirani}}

== ראו גם ==
* [[מדידות עכבה חשמלית]]
* [[תהודה מגנטית גרעינית]]

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}

[[קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה]]
[[קטגוריה:פיזיקה]]
[[קטגוריה:כימיה פיזיקלית]]

[[uk:Час релаксації]]