Sytuację, w której proces dyfuzji nie podlega prawom Ficka (co zdarza się m.in. podczas dyfuzji w ośrodkach porowatych czy dyfuzji penetrantów powodujących pęcznienie), określa się jako dyfuzję niefickowską (anomalną). Wektor gęstości strumienia substancji
Niech oznacza otwartą powierzchnię o niewielkim rozmiarze, zawierającą punkt określony wektorem wodzącym , ustawioną prostopadle do kierunku przepływu pewnej substancji. Niech w czasie przez tę powierzchnię przepływa ilość tej substancji (wyrażona np. wielkością masy przepływającej substancji lub liczbą moli jej cząsteczek).
Definicja. Wektorem gęstości strumienia substancji w punkcie nazywamy wektor zgodny z kierunkiem jej przepływu, mający wartość równą granicy stosunku ilości przepływającej substancji do czasu przepływu i do pola powierzchni , gdy powierzchnia ta kurczy się do punktu wskazywanego przez wektor :
Wymiarem gęstości strumienia w układzie SI jest lub .
Pierwsze prawo Ficka Pierwsze prawo Ficka głosi, że:
Wektor gęstości strumienia cząsteczek dyfundującej substancji określony w punkcie ośrodka, w którym występuje dyfuzja, jest proporcjonalny do wektora gradientu stężenia substancji w tym punkcie, tj.