泡利不相容原理英文解释翻译、泡利不相容原理的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Pauli exclusion principle

分词翻译：

泡的英语翻译：

bubble; froth; infuse; pickle; soak; steep
【医】 bubble; Ves.; Vesic.; vesica; vesicle; vesico-

利的英语翻译：

benefit; favourable; profit; sharp

不相容原理的英语翻译：

【化】 exclusion principle

专业解析

泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）是量子力学中的核心理论之一，由奥地利物理学家沃尔夫冈·泡利（Wolfgang Pauli）于1925年提出。该原理指出：在同一量子系统中，两个或多个全同费米子（fermions）不能同时占据完全相同的量子态。这一表述在汉英词典中对应为“No two fermions can occupy the same quantum state simultaneously”，常用于描述电子、质子、中子等粒子的排布规律。

核心内容与物理意义

量子态的唯一性
量子态由四个量子数（主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数）共同定义。根据泡利原理，若两个费米子的前三个量子数相同，其自旋方向必然相反。这一特性是元素周期表中电子分层排布的基础，也是原子化学性质多样化的根源。
费米子与玻色子的区分
泡利原理仅适用于费米子（如电子、质子），而玻色子（如光子）不受此限制。两者的差异源于波函数对称性：费米子的波函数是反对称的，交换粒子位置会导致波函数符号改变；玻色子的波函数是对称的。
物质稳定性的来源
若不存在泡利不相容原理，所有电子将坍缩到最低能级，导致原子无法形成稳定结构，宏观物质（如固体）的力学性质也将消失。

应用领域

化学：解释元素周期律、化学键的方向性及分子轨道理论（来源：University of Oxford 量子化学教材）。
天体物理：白矮星和中子星的存在依赖电子和中子之间的泡利斥力，防止恒星进一步坍缩（来源：NASA Astrophysics Data System）。

数学表述

泡利原理的数学形式可表示为：

Psi(mathbf{r}_1, mathbf{r}_2) = -Psi(mathbf{r}_2, mathbf{r}_1)

其中$Psi$为两粒子体系的波函数，$mathbf{r}_1$和$mathbf{r}_2$为粒子坐标。当$mathbf{r}_1 = mathbf{r}_2$时，波函数值为零，表明粒子无法共存于同一位置与量子态。

学术认可与历史背景

泡利因提出该原理及相关研究获得1945年诺贝尔物理学奖。现代粒子物理标准模型进一步通过自旋统计定理（Spin-Statistics Theorem）将这一原理与基本粒子分类结合（来源：Nobel Prize官方档案）。

网络扩展解释

泡利不相容原理是量子力学中的核心原理之一，由物理学家沃尔夫冈·泡利于1925年提出。其核心内容是：在同一个量子系统中，任意两个全同费米子（如电子、质子、中子等自旋为半整数的粒子）不能同时处于完全相同的量子态。以下是详细解释：

1. 核心定义

量子态的唯一性：每个费米子由四个量子数描述（主量子数 (n)、角量子数 (l)、磁量子数 (m_l)、自旋磁量子数 (m_s)）。泡利原理要求，同一原子内不能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
适用范围：仅适用于费米子（自旋为 (1/2, 3/2, ldots) 的粒子），而玻色子（如光子）不受此限制。

2. 实际应用

原子结构：电子在原子轨道中的排布遵循此原理。例如：
- 同一轨道（(n, l, m_l) 相同）最多容纳两个电子，且自旋方向相反（(m_s = +frac{1}{2}) 和 (-frac{1}{2})）。
- 这一规则解释了元素周期表中电子壳层的填充顺序和化学性质的周期性变化。
物质稳定性：若没有泡利原理，所有电子将坍缩到最低能级，导致原子无法稳定存在。

3. 物理意义

量子统计的基础：费米子服从费米-狄拉克统计，而玻色子服从玻色-爱因斯坦统计。
宏观现象：白矮星和中子星的支撑力来源于电子和中子的简并压，这正是泡利原理的宏观体现。

4. 与经典物理的对比

经典物理允许粒子占据相同状态，但量子力学中，费米子的波函数必须满足反对称性（交换两个粒子后波函数变号），导致不相容现象。

5. 示例

以氢原子和氦原子为例：

氢原子：单个电子占据最低能级（1s轨道），自旋任意。
氦原子：两个电子占据1s轨道，但自旋方向相反，满足泡利原理。

泡利不相容原理不仅是理解原子和分子结构的基础，也是凝聚态物理、天体物理等领域的关键理论。