势垒英文解释翻译、势垒的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 potential barrier
【化】 barrier; potential barrier; potential energy barrier; potential hill
【医】 potential barrier
相关词条:
1.potentialhill 2.potentialbarrier 3.barrier 4.barrierlayer
分词翻译:
势的英语翻译:
circumstances; force; influence; potential; power; puissance; sign; situation
【医】 force
垒的英语翻译:
base; rampart
【医】 barrier; rampart
专业解析
"势垒"是物理学(特别是量子力学和固体物理学)中的一个核心概念,其英文对应词为Potential Barrier。
详细解释如下:
-
基本定义 (Basic Definition):
- 在中文语境下,"势垒"指粒子在运动路径上遇到的、其势能高于周围区域的区域。它像一个能量"山峰"或"障碍物",阻碍粒子的自由运动。
- 在英文中,"Potential Barrier" 指一个空间区域,在该区域内,粒子或物体感受到的势能(Potential Energy)显著高于其邻近区域,形成了一个阻碍其运动的能量壁垒。
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物理本质 (Physical Nature):
- 势垒不是实体墙,而是由势能分布定义的抽象概念。其高度(Barrier Height)指势垒区域的最大势能与粒子初始(或周围)势能之差。
- 势垒宽度(Barrier Width)指势垒在空间上延伸的范围。高度和宽度共同决定了粒子穿越势垒的难易程度。
-
经典与量子视角 (Classical vs. Quantum View):
- 经典物理学: 如果粒子的总能量小于势垒高度,它无法越过势垒,会被完全反射回去。
- 量子物理学: 即使粒子的总能量小于势垒高度,它仍有一定的概率穿过势垒,这种现象称为量子隧穿效应。这是量子力学区别于经典力学的关键特征之一。
-
应用领域 (Applications):
- 半导体物理: PN结中的耗尽层即形成一个势垒(内建电势差),控制着载流子(电子和空穴)的流动,是二极管、晶体管等器件工作的基础。
- 核物理: 原子核内部的核力形成的势垒解释了α衰变等现象(α粒子通过量子隧穿效应逃逸原子核)。
- 扫描隧道显微镜: 利用量子隧穿效应探测材料表面形貌。
- 化学反应: 描述化学反应中分子需要克服的活化能垒。
权威来源参考:
- 《物理学名词》 (全国科学技术名词审定委员会发布):对“势垒”及其英文译名“Potential Barrier”的标准定义。来源:全国科学技术名词审定委员会官网或出版物。
- 《固体物理学》 (如黄昆原著,韩汝琦改编):详细阐述了半导体中势垒(如PN结势垒)的形成原理及其在器件中的作用。来源:高等教育出版社等权威教材。
- 《量子力学》 (如曾谨言著):系统解释了势垒贯穿(量子隧穿)的理论基础。来源:科学出版社等权威教材。
- IUPAP (国际纯粹与应用物理学联合会) 术语数据库: 提供国际公认的物理学标准术语及其定义。来源:IUPAP官方网站。
网络扩展解释
势垒是一个多领域概念,主要应用于物理学,同时在社会科学中也有引申含义。以下是详细解释:
一、物理学中的核心定义
势垒(Potential Energy Barrier)指势能比周围区域高的空间范围,通常出现在能量极值点附近。例如在半导体PN结中,电子和空穴扩散形成阻挡层,两侧的势能差即构成势垒。这种势垒会阻碍载流子自由移动,是半导体器件工作的基础机制。
二、量子力学中的典型模型
- 方势垒:理想化的一维势能模型,用于研究粒子隧穿效应。当势垒宽度趋近于零时,演变为δ势垒。
- 隧穿现象:微观粒子可能以概率形式穿透势垒,这种现象在扫描隧道显微镜、核聚变反应中起关键作用。
三、半导体领域的应用特性
- 势垒电容:由耗尽层宽度变化产生的等效电容,具有非线性特征。
- 类型扩展:包括肖特基势垒、PN结势垒、库伦势垒等。
四、其他领域的引申含义
在社会科学中,势垒被比喻为阻碍社会变革的体制性阻力,涉及政治、文化、经济等多方面因素。例如历史上某些帝国通过权力渗透形成难以突破的势垒,影响国家发展进程。
公式示例(量子隧穿概率):
$$
T approx e^{-2kL} quad text{其中} quad k = sqrt{frac{2m(V_0-E)}{hbar}}
$$
$T$为透射系数,$L$为势垒宽度,$V_0$为势垒高度,$E$为粒子能量。
注:如需更详细的技术参数或社会案例分析,可参考半导体物理教材或社会科学文献。
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