【摘 要】
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在很多自然和人工环境中，受限边界内的扩散是常见的物理现象。对于球型粒子而言，这些边界的约束造成熵和流体力学效应已经得到研究[1]。这里，我们在实验上研究了微杆在波状二维管道中的扩散。实验显示，额外的转动自由度导致了复杂的平动-转动耦合和微杆与边界的相互作用；比如当微杆长度与管道宽度可比时，其通过管道的方向偏好于平行管道轴向。我们将微杆在二维管道中的运动视作点粒子在三维重构管道中的运动；在这一观点下
【机 构】
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上海交通大学物理与天文系,自然科学研究院 200240 哈尔滨工业大 学深圳研究生院
【出 处】
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第十一届全国软物质与生命物质物理学术会议
论文部分内容阅读
在很多自然和人工环境中，受限边界内的扩散是常见的物理现象。对于球型粒子而言，这些边界的约束造成熵和流体力学效应已经得到研究[1]。这里，我们在实验上研究了微杆在波状二维管道中的扩散。实验显示，额外的转动自由度导致了复杂的平动-转动耦合和微杆与边界的相互作用；比如当微杆长度与管道宽度可比时，其通过管道的方向偏好于平行管道轴向。我们将微杆在二维管道中的运动视作点粒子在三维重构管道中的运动；在这一观点下，我们能将扩散运动中复杂的各个因素约化为一维等效熵势和等效扩散系数，并拓展经典的Fick-Jacobs 理论[2]。通过该理论，我们可以计算扩散的动力学性质，并在沿管道方向上精确的预言实验测量的统计量：首达时间。我们的唯象方法可能作为描述有额外自由度粒子受限扩散的一种常用方法。
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