菲克第一定律（Fick's first law）
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菲克第一定律回答一個簡單而實用的問題：如果原子正穩定地擴散穿過一塊板，它們穿越的速度有多快？日常直覺告訴我們，驅動的差異越陡，東西流得越快。牆兩側溫差越大，熱越快穿牆；坡越陡，水越快往下流。擴散也遵循同樣的常理：某一側濃度比另一側高得越多，原子流得越快。菲克第一定律只是把這個想法寫成方程式。
以符號寫成 J = -D times (dC/dx)。這裡 J 是通量——每秒有多少原子穿越一平方公尺的面積（單位如 kg/m^2-s 或 atoms/m^2-s）。dC/dx 是濃度梯度——濃度 C 隨位置 x 變化得多陡（每公尺的濃度）。D 是擴散係數，一個衡量原子在這特定材料、這溫度下有多容易移動的數字。負號只是表示原子往下坡流，從高濃度流向低濃度，與濃度增加的方向相反。梯度加倍，通量就加倍；等號左邊沒有任何東西隨時間改變。
關鍵的細則是「穩態」這個詞：菲克第一定律只在濃度分布不隨時間改變時才適用——原子從一面進入的速率恰好等於從另一面離開的速率，所以梯度維持固定。想像一個加壓的氫氣槽，其鋼壁內側維持恆定的高氫濃度、外側接近零：一旦穩定下來，氫就以一個穩定的速率滲漏而出，你可以直接用 J = -D dC/dx 算出來。當濃度分布仍在累積、隨時間改變時，你就需要改用菲克第二定律。
一片 2 mm 厚的鋼板，一面接觸含碳 1.2 kg/m^3 的氣體、另一面為 0.8，D = 3 times 10^-11 m^2/s。梯度為 (1.2 - 0.8)/0.002 = 200 kg/m^4，故穩態通量 J = -(3 times 10^-11)(−200) = 6 times 10^-9 每平方公尺每秒公斤。梯度更陡或溫度更高（D 更大）都會推更多碳穿過去。
通量等於擴散係數乘以梯度——處理滲漏與薄膜問題的穩態主力公式。
菲克第一定律只在穩態（固定、不變的分布）下成立。對於仍在建立中的情況——例如碳隨時間逐漸滲入齒輪更深處——你必須改用菲克第二定律。