Скорость потока величины, такой как частицы или энергия, через единицу площади.Поток — это мера того, сколько величины — частиц, энергии, жидкости или даже поля — проходит через данную площадь за время. Это центральное понятие в физике, поскольку оно связывает микроскопическое движение отдельных сущностей с макроскопическим поведением систем. В контексте приведённых заголовков поток встречается в различных ситуациях: течение крови, несущей лекарства через пористые имплантаты, движение спинномозговой жидкости в мозге, перенос веществ в пористых средах и даже поведение квантовых вихрей. В каждом случае поток количественно определяет скорость переноса, что делает его необходимым для понимания того, как системы изменяются и как материалы или энергия перемещаются из одного места в другое.
Понятие потока уходит корнями в работы Исаака Ньютона, который использовал термин «флюксия» для производных, однако современное интегральное определение в физике было формализовано в XIX веке, особенно благодаря работам Джеймса Клерка Максвелла в электромагнетизме и позже в гидродинамике. Конкретное применение к пористым средам было разработано Анри Дарси в 1856 году.
Математически поток определяется как интеграл векторного поля по поверхности. В простом случае, если жидкость течёт со скоростью v через плоскую площадь A, поток равен произведению составляющей скорости, перпендикулярной площади, и самой площади: Φ = v·A·cos(θ), где θ — угол между направлением течения и нормалью к поверхности. Для более сложных ситуаций, таких как течение через пористую среду или турбулентное перемешивание, поток вычисляется суммированием вкладов по бесконечно малым элементам поверхности, часто с использованием дифференциальных уравнений, таких как закон Дарси или уравнения Навье-Стокса.
Поток используется при проектировании систем доставки лекарств, таких как пористые имплантаты, высвобождающие лекарство с контролируемой скоростью, а также в экологической инженерии для моделирования загрязнения грунтовых вод и их очистки. Он также фундаментален в астрофизике для интерпретации наблюдений потоков излучения и частиц от космических источников.
В мозге поток спинномозговой жидкости не постоянен — он пульсирует с каждым ударом сердца, что способствует более эффективному распределению лекарств по мозговой ткани.
| \Phi | переменная | Поток (например, поток частиц или энергии) — поток varies |
| E | переменная | Энергия — энергия Дж |
| \Phi_0 | переменная | Константа нормировки (поток при E = E_0) — постоянная потока varies |
| E_0 | переменная | Эталонная энергия — энергия Дж |
| \gamma | переменная | Спектральный индекс (показатель степенного закона) — спектральный индекс |
| E(B-V) | переменная | Избыток цвета между полосами B и V — color excess |
| k(λ) | переменная | Кривая поглощения на длине волны λ — extinction curve |
| F_λ | переменная | Поток на длине волны λ — поток Вт/м² |
| λ | переменная | Длина волны — длина волны м |
| log10 | оператор | Десятичный логарифм — десятичный логарифм |
| L | переменная | Собственная светимость — светимость Вт |
| D_L | переменная | Светимостное расстояние — фотометрическое расстояние м |
| F | переменная | Наблюдаемый поток — поток Вт/м² |
| k(λ) | переменная | Кривая поглощения на длине волны λ — extinction curve |
| E(B-V) | переменная | Избыток цвета между полосами B и V — color excess |
| π | константа | Отношение длины окружности к её диаметру — пи = 3.14159 |
| m | переменная | видимая звёздная величина — звёздная величина |
| F | переменная | поток — поток Вт/м² |
| ZP | переменная | нулевая точка — zero point |
| log10 | оператор | десятичный логарифм — десятичный логарифм |
