Время релаксации - период времени, за который возмущение в выведенной из равновесия физической системе уменьшается в e раз (e - основа натуральных логарифимив). Основном обозначается τ и имеет размерность времени.

Согласно принципу Ле Шателье — Брауна при отклонении физической системы от состояния устойчивого равновесия возникают силы, которые пытаются вернуть систему к равновесному состоянию. Если в состоянии равновесия некоторая физическая величина f имеет значение , причем отклонение от равновесия , то в первом приближении можно считать, что эти силы пропорциональны отклонению. Кинетическое уравнение для величины f запишется в виде

,

где λ -некоторый параметр, а знак минус указывает на то, что реакция системы на возмущение приводит к возвращению к равновесному состоянию.

Величина

В таком случае величина f изменяться по закону:

,

где - начальное возмущение.

Использование

Приближение времени релаксации широко используется при описании кинетических процессов в физике, когда речь идет о кинетике установления равновесного состояния. Переход от неравновесного состояния к равновесию сопровождается диссипацией энергии и является необратимым процессом. Установление равновесия часто проходит в несколько этапов, которые характеризуются своими отдельными временами релаксации. Так, при возбуждении молекул светом установления теплового равновесия происходит за время порядка с, а вот люминесценция - излучение света возбужденными состояниями может иметь характерные времена порядка наносекунд и даже микросекунд.

При описании многих физических процессов время релаксации берется как феноменологический параметр, однако в отдельных случаях его можно определить через параметры микроскопических процессов, таких как вероятность квантовомеханического перехода или сечение рассеяния.

См. также

• Время жизни