微观可逆性原理英文解释翻译、微观可逆性原理的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 principle of microreversibility
分词翻译:
微的英语翻译:
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
观的英语翻译:
look at; sight; view; watch
【医】 view
可逆的英语翻译:
【电】 reversible
原理的英语翻译:
elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【医】 mechanism; principle; rationale
【经】 ground work; principle
专业解析
微观可逆性原理的汉英对照解析
微观可逆性原理(Principle of Microscopic Reversibility)是统计力学和化学动力学中的核心概念,描述微观粒子在时间反演对称性下的动力学行为。其核心定义为:在平衡态下,任一微观过程的逆向过程必然存在,且两者发生的概率相等。例如,化学反应中正反应与逆反应的路径在微观层面完全对称。
数学表述与物理意义
该原理的数学形式可表示为:
$$
k{AB} = k{BA} cdot e^{-Delta G/(RT)}
$$
其中,$k{AB}$和$k{BA}$分别为正逆反应速率常数,$Delta G$为吉布斯自由能变化。此式表明,平衡态下正逆反应速率受热力学势垒控制,但微观路径严格对称(来源:Journal of Physical Chemistry)。
应用领域
- 化学平衡:解释勒夏特列原理的微观机制,如合成氨反应中氮气与氢气的可逆转化。
- 分子动力学模拟:验证模拟算法的正确性,确保时间反演操作下能量守恒。
- 光谱学分析:用于推导拉波特定则(Laporte Rule),解释光吸收与发射的对称性限制(来源:University of Cambridge Lecture Notes)。
与宏观不可逆性的关系
尽管微观过程可逆,宏观系统的熵增仍导致不可逆性。这一矛盾通过玻尔兹曼的H定理(H-theorem)和统计系综理论得到统一(来源:Encyclopedia of Physics)。
权威参考文献
网络扩展解释
微观可逆性原理是物理学和化学中的核心概念,描述微观粒子或基元反应的正向与逆向过程的可逆特性。以下从不同角度详细解释:
一、基本定义
微观可逆性原理指出,在微观层面,任何物理过程或化学反应的正向与逆向路径均遵循相同的动力学规律,且存在时间反演对称性。例如:
- 化学领域:每个基元反应必定存在对应的逆反应,且正逆反应通过同一反应路径(如相同的中间体或活化态)进行()。
- 物理领域:微观粒子的运动方程在时间反演后保持不变,即若将时间坐标替换为负值、速度方向逆转,其动力学轨迹仍满足原方程()。
二、化学中的应用
在化学反应中,微观可逆性原理表现为:
- 基元反应的可逆性:正反应与逆反应均为基元反应,例如反应物A转化为产物B时,B也可通过相同路径逆转为A。
- 平衡状态的依据:当正逆反应速率相等时,系统达到动态平衡,此时浓度不再变化()。
- 中间体的对称性:若正反应经过中间体C,逆反应也必须经过同一中间体()。
三、物理学基础
微观可逆性源于力学中的时间反演对称性:
- 经典力学:牛顿运动方程在时间反演(( t to -t ),速度 ( v to -v ))后保持不变,例如:
$$
F = m frac{d x(t)}{dt} quad xrightarrow{t to -t} quad F = m frac{d x(-t)}{d(-t)} = m frac{d x}{dt}
$$
- 量子力学:薛定谔方程在时间反演下同样具有对称性,但需考虑波函数的复共轭()。
四、与宏观现象的区别
尽管微观过程可逆,但宏观系统因熵增原理表现出不可逆性。例如:
- 单个分子碰撞可逆,但大量分子的热力学过程(如气体扩散)不可逆()。
- 量子相干性可能影响微观可逆性,需通过实验验证()。
五、应用领域
- 化学动力学:推导平衡常数(如 ( K = frac{k{text{正}}}{k{text{逆}}} )),预测反应方向。
- 统计力学:分析分子碰撞的微观机制。
- 量子计算:探索量子系统的时间反演特性()。
微观可逆性原理揭示了微观世界的对称性,但需注意其与宏观不可逆性的本质区别。如需进一步了解,可参考(物理基础)、(化学实例)及(量子扩展研究)。
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