晶格动力学英文解释翻译、晶格动力学的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 lattice dynamics
分词翻译:
晶格的英语翻译:
crystal lattice
【计】 crystal lattice
【化】 crystal lattice; lattice
动力学的英语翻译:
dynamics; kinetics
【化】 dynamics; kinetics
【医】 dynamics; kinetics
专业解析
晶格动力学(Lattice Dynamics)是固体物理学中研究晶体内部原子或离子在其平衡位置附近振动行为及其相关性质的分支学科。该术语由两部分构成:
-
晶格 (Lattice):
- 汉语释义:指构成晶体的原子、离子或分子在空间周期性规则排列形成的点阵结构。它是晶体材料区别于非晶体的核心特征。
- 英语对应:Crystal Lattice。指由点(格点)在三维空间周期性无限排列构成的框架,每个格点代表晶体结构的一个基元(原子、离子或分子群)。
-
动力学 (Dynamics):
- 汉语释义:指物体运动状态随时间变化的规律,涉及力、质量、速度、加速度等物理量。
- 英语对应:Dynamics。在物理学中特指力学的一个分支,研究物体在力作用下的运动。
综合定义:
晶格动力学研究的是组成晶体的粒子(原子、离子)在其晶格格点平衡位置附近进行热振动(微振动)的规律、模式及其对晶体宏观物理性质的影响。这些振动不是独立的,而是通过粒子间的相互作用力(化学键)强烈耦合在一起,形成各种集体振动模式。核心研究对象包括:
- 晶格振动模式 (Lattice Vibration Modes):如声学支(Acoustic branches)和光学支(Optical branches)格波。声学支描述原胞内原子同向运动,与声波传播相关;光学支描述原胞内原子反向运动,常与红外光吸收相关。
- 声子 (Phonon):晶格振动的能量量子化单元,是晶格集体振动的准粒子描述。声子概念是理解晶格热容、热传导、电导率(尤其在半导体和绝缘体中)等现象的基础。
- 热力学性质:如晶体的比热容(热容)。爱因斯坦模型和更精确的德拜模型就是基于晶格动力学理论来解释固体热容随温度变化的规律。
- 晶体稳定性与相变:晶格振动的频率和振幅与晶体的结合能、弹性常数相关,强烈的振动(如高温下)可能导致晶体结构失稳,发生相变。
- 光谱响应:晶格振动(特别是光学支振动)与电磁波(如红外光、拉曼光)相互作用,产生特征吸收或散射光谱,是材料结构分析的重要手段。
权威参考文献来源:
- 经典教材:黄昆, 韩汝琦. 《固体物理学》. 高等教育出版社. (详细阐述晶格振动理论、格波、声子概念及热性质)
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC):Gold Book 对 Crystal Lattice 和 Lattice Dynamics 的定义 (访问 IUPAC Gold Book 搜索相关术语)。
- 美国物理学会 (APS):Physical Review 期刊及 Reviews of Modern Physics 上的综述文章是晶格动力学研究的前沿来源 (例如搜索关键词 "phonon", "lattice vibration")。APS 物理术语表也提供标准定义 (参见 APS Physics)。
- Springer Materials:材料科学数据库,包含详尽的晶格动力学数据、模型和理论解释 (参见 Springer Materials)。
网络扩展解释
晶格动力学是固体物理学的重要分支,主要研究晶体中原子的振动模式、相互作用及其对材料物理性质的影响。以下是其核心内容的综合阐述:
1.定义与基本概念
晶格动力学以晶体中原子或分子围绕平衡位置的周期性振动为核心研究对象,分析振动频率、模式及其与热学、声学、光学等性质的关联。晶体结构的周期性排列(如晶胞、空间群对称性)为振动分析提供了几何基础。
2.理论基础
- 经典力学视角:通过牛顿第二定律建立原子间作用力与位移的关系,推导振动方程,得到声子(晶格振动的量子化能量单元)的色散关系。
- 量子力学视角:引入哈密顿算符描述振动能量量子化,解释热容、热传导等现象中的量子效应。
3.研究内容
- 振动谱分析:包括单原子/双原子晶格的振动模式,各向异性对声子传播的影响。
- 声子机制:研究声子散射(如缺陷、杂质引起的散射)对热导率、电导率的调控作用。
4.应用领域
- 材料设计:优化金属、陶瓷、半导体的力学与热学性能。
- 能源与环境:提升热电材料效率,分析矿物热物理性质。
- 基础研究:揭示超导、磁性等宏观现象的微观机制。
5.重要性
作为连接微观原子运动与宏观物性的桥梁,晶格动力学为理解材料的结构-性能关系提供理论支撑,推动新材料开发与技术创新。
如需更深入的数学模型(如声子谱计算)或具体案例,可参考课件中的详细推导。
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