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散射长度英文解释翻译、散射长度的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 scattering length

相关词条:

1.scatteringpower  

分词翻译:

散射的英语翻译:

scatter; scattering
【计】 scattering
【化】 scatter; scattering
【医】 radiation scattered; scatter; scattering

长度的英语翻译:

in length; length
【化】 length
【医】 L.; length

专业解析

散射长度(Scattering Length)是量子力学中描述低能粒子散射行为的关键参数,其定义为:当入射粒子能量趋近于零时,散射振幅的极限值对应的等效空间尺度。该参数最早由Eugene Feenberg在核物理研究中提出,现广泛应用于冷原子物理、中子散射及介子-核子相互作用等领域。

在数学表达中,散射长度$a$与s波相移$delta0$的关系可表示为: $$ a = -lim{k to 0} frac{tandelta_0(k)}{k} $$ 其中$k$为波矢。该公式揭示了散射长度与粒子间相互作用的相位偏移直接相关,负值对应束缚态存在可能。

根据美国国家标准技术研究院(NIST)的原子物理数据库,在$^{85}text{Rb}$原子的玻色-爱因斯坦凝聚实验中,通过调节磁场改变散射长度,成功实现了从排斥相互作用到吸引相互作用的连续调控。这一特性使其成为量子模拟研究的重要调控参数。

英国物理学会《Reports on Progress in Physics》的综述指出,在核物理领域,中子-质子散射长度的精密测量值$(a_{np}=-23.749pm0.008 text{fm})$为核力模型的验证提供了关键实验依据。该数据现被国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)收录为基本物理常数。

网络扩展解释

散射长度是量子力学和核物理中描述粒子间散射过程的重要参数,主要用于表征散射体(如原子核)对入射粒子的散射能力。以下是其核心要点:

一、物理定义

散射长度表示散射体对入射粒子的有效作用范围,量纲为长度单位。在低能散射极限下(如中子与原子核相互作用),散射振幅趋于常数,此时散射长度$as$可定义为该常数的负值。数学表达式为: $$ a = lim{k to 0} frac{tandelta_k}{k} $$ 其中$delta_k$为散射相移,$k$为波矢。

二、关键特性

  1. 复数性质
    一般情况下散射长度是复数$b=α+iβ$,但多数原子核对中子的吸收系数较小,可近似为实数。
  2. 自旋依赖性
    核-中子系统的散射长度与自旋状态相关。若核自旋为$I$,则系统总自旋可能为$I+1/2$或$I-1/2$,对应不同散射长度$b^+$和$b^-$。
  3. 同位素效应
    对于含多种同位素的体系,平均散射长度$bar{b} = sum c_j frac{(I_j+1)b_j^+ + I_j b_j^-}{2I_j+1}$,其中$c_j$为同位素丰度。

三、实际应用

  1. 中子散射技术
    中子散射长度用于分析材料结构,例如:
    • 铁:$0.6 times 10^{-12}$ cm(磁散射长度)
    • 钴:$4.7 times 10^{-12}$ cm
    • 镍:$0.16 times 10^{-12}$ cm。
  2. 散射类型区分
    • 相干散射:由平均散射长度决定,用于衍射分析
    • 非相干散射:由散射长度偏离平均值引起,增加背景噪声。

四、理论背景

在短程势作用下,散射波函数$chi_{k0}=Asin(kr+delta_k)$,散射长度通过低能极限定义,此时散射特性仅由单一参数控制,与势能细节无关。

更详细推导可参考量子散射理论文献,或查看来源网页。

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