نیروی پتانسیل الکتروشیمیایی (Electrochemical Potential Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی پتانسیل الکتروشیمیایی (Electrochemical Potential Force) :
نیروی پتانسیل الکتروشیمیایی یک مفهوم اساسی در الکتروشیمی (Electrochemistry) و فیزیک نیمه هادی ها (Semiconductor Physics) است. این نیرو به گرادیان (شیب) پتانسیل الکتروشیمیایی (
\[ \bar{\mu} \])** مربوط می شود و محرک اصلی حرکت ذرات باردار (یون ها و الکترون ها) در محلول های الکترولیت و مواد جامد است.
پتانسیل الکتروشیمیایی ترکیبی از دو جزء است: پتانسیل شیمیایی (
\[ \mu \])** که به گرادیان غلظت مربوط می شود، و پتانسیل الکتریکی (
\[ \phi \])** که به میدان الکتریکی مربوط می شود. برای یک ذره با بار
\[ z \]و بار بنیادی
\[ e \]، پتانسیل الکتروشیمیایی به صورت زیر تعریف می شود:
\[ \bar{\mu} = \mu + ze\phi \]نیروی محرک خالص (
\[ F_{ec} \]) متناسب با گرادیان منفی این پتانسیل است:
\[ F_{ec} = -\nabla \bar{\mu} = -\nabla \mu - ze \nabla \phi \]این نیرو مسئول پدیده هایی مانند انتشار (Diffusion) (ناشی از گرادیان غلظت) و مهاجرت (Migration) (ناشی از میدان الکتریکی) است. در سلول های الکتروشیمیایی (باتری ها)، این نیرو تعیین کننده جهت و سرعت حرکت یون ها در الکترولیت است. در ترانزیستورها، گرادیان پتانسیل الکتروشیمیایی جریان الکترون ها و حفره ها را کنترل می کند. این مفهوم همچنین در زیست شناسی برای درک انتقال یون ها از طریق غشاهای سلولی و پتانسیل عمل (Action Potential) در نورون ها حیاتی است.
