微分截面英文解释翻译、微分截面的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 differential cross-section

分词翻译：

微分的英语翻译：

【计】 differential calculus
【经】 differential

截面的英语翻译：

section
【化】 cross profile; cross section

专业解析

微分截面（Differential Cross Section）是量子力学和粒子物理学中的核心概念，用于量化微观粒子在碰撞过程中散射到特定方向或能量范围内的概率分布。其英文对应词为 "differential cross section"，数学符号通常表示为 $dσ/dΩ$（Ω 为立体角）或 $dσ/dE$（E 为能量）。

定义与物理意义

微分截面通过微分形式描述散射事件的空间分布特性。例如，在卢瑟福散射实验中，微分截面揭示了带电粒子受库仑势作用时的角分布规律。该参数的单位为面积/立体角（如 $mathrm{cm/sr}$），其积分结果即为总截面（Total Cross Section）：

σ_{text{total}} = int frac{dσ}{dΩ} , dΩ

数学表达式

对于中心势场散射问题，微分截面可通过量子力学散射理论推导。以分波法为例，微分截面表达式为：

frac{dσ}{dΩ} = left| sum_{l=0}^infty frac{(2l+1)}{k} sinδ_l e^{iδ_l} P_l(cosθ) right|

其中 $δ_l$ 为相移，$P_l$ 为勒让德多项式，θ 为散射角。

实验与应用

在高能物理实验中，微分截面的测量是分析粒子相互作用机制的关键依据。例如欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）通过测量质子-质子碰撞的微分截面，验证标准模型预测。该参数还被应用于中子衍射技术离子体物理等领域。

权威参考文献

《量子力学概念解析》（Springer, 2023）第7章详细论述微分截面的理论推导
美国物理学会期刊 Physical Review D 多篇论文讨论微分截面在希格斯玻色子研究中的应用
CERN 技术报告 "LHC Cross Section Measurements" 提供实验数据标准化方法

网络扩展解释

微分截面是粒子物理和散射理论中的核心概念，用于描述粒子碰撞或散射过程中特定方向或能量转移的概率分布。以下是详细解释：

1. 基本定义

微分截面（Differential Cross Section）表示单位立体角内发生散射的概率，数学符号为 (frac{dsigma}{dOmega})。其中：

(sigma) 是总散射截面（反映相互作用的整体概率）；
(dOmega = sintheta , dtheta , dphi) 是立体角微元（(theta)为散射角，(phi)为方位角）。

2. 物理意义

方向依赖性：微分截面的大小与散射方向密切相关。例如，在卢瑟福散射中，小角度散射的微分截面较大，大角度较小。
概率密度：其数值越大，表示粒子散射到该方向的概率越高。

3. 数学表达式

以经典库仑散射为例，卢瑟福微分截面公式为： $$ frac{dsigma}{dOmega} = left( frac{k}{4piepsilon_0} right) frac{1}{sin(theta/2)} $$ 其中 (k) 是与电荷和能量相关的常数，(theta) 为散射角。

4. 实验与应用

实验测量：通过探测器记录不同角度散射的粒子数，结合入射粒子流强度计算微分截面。
结构分析：在X射线衍射和中子散射中，微分截面分布可反推材料原子排列（如布拉格峰对应晶体结构）。

5. 单位与量纲

单位常用靶恩/球面度（barn/sr），1 barn = (10^{-28} , text{m})。
总截面通过积分微分截面获得：(sigma_{text{total}} = int frac{dsigma}{dOmega} dOmega)。

与其他概念的区别

积分截面：某一角度范围内（而非单一方向）的概率，需对微分截面积分。
散射振幅：量子力学中微分截面与散射振幅模平方成正比（(frac{dsigma}{dOmega} propto |f(theta)|)）。

理解微分截面有助于分析粒子相互作用机制，是核物理、凝聚态实验及加速器研究的理论基础。