精细结构常数英文解释翻译、精细结构常数的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 fine structure constant

分词翻译：

精细的英语翻译：

【计】 fine

结构的英语翻译：

frame; structure; composition; configuration; construction; fabric; mechanism
【计】 frame work
【医】 constitution; formatio; formation; installation; structure; tcxture

常数的英语翻译：

constant; invariable
【计】 C
【化】 constant
【医】 constant
【经】 constant

专业解析

精细结构常数（Fine Structure Constant）是物理学中一个关键的无量纲常数，用希腊字母 (alpha) 表示。它描述了电磁相互作用的强度，是量子电动力学（QED）和粒子物理标准模型中的基本参数。以下是其详细解释：

1.定义与数值

精细结构常数定义为： $$ alpha = frac{e}{4pivarepsilon_0 hbar c} $$ 其中：

(e) 是基本电荷（电子电荷），
(varepsilon_0) 是真空介电常数，
(hbar) 是约化普朗克常数，
(c) 是光速。其数值约为1/137.035999084(21)，是自然界中最著名的无量纲常数之一。

2.物理意义

电磁相互作用强度：(alpha) 表征带电粒子（如电子）与电磁场耦合的强度。例如，在氢原子中，电子能级的精细结构分裂（如谱线分裂）与 (alpha) 成正比。
自然界的标度：作为无量纲数，(alpha) 不依赖单位制，反映了宇宙基本相互作用的固有强度。理查德·费曼称其为“物理学中最大的谜题之一”。

3.在量子电动力学（QED）中的角色

在QED中，(alpha) 是微扰理论展开的耦合常数。物理过程（如电子-光子散射）的概率计算直接依赖于 (alpha) 的幂次，例如：

首阶过程：(propto alpha)
高阶修正：(propto alpha, alpha, ldots) 其精确值通过实验测定（如电子反常磁矩），验证了QED理论的准确性。

4.宇宙学与常数不变性

(alpha) 是否随时间变化是宇宙学的重要课题。目前观测（如原子钟、遥远类星体光谱）表明，在 (10^{15}) 年尺度内，(alpha) 的变化不超过 (10^{-17}) 量级/年，支持基本物理常数的稳定性。

5.重要性总结

统一理论的试金石：(alpha) 的值与弱电、强相互作用耦合常数的关联，是大统一理论（GUT）的关键约束。
精密测量的基准：原子物理、粒子物理实验中，(alpha) 的测定精度直接影响基本物理定律的检验。

参考文献

NIST: Fine Structure Constant
Wikipedia: 精细结构常数
Stanford Encyclopedia: 物理常数的哲学意义
Particle Data Group: 基本常数综述

网络扩展解释

精细结构常数是物理学中描述电磁相互作用强度的基本无量纲常数，常用符号α表示。以下从多个角度综合解释其内涵：

一、定义与公式

精细结构常数的数学表达式为： $$ α = frac{e}{4πε₀ħc} $$ 其中：

( e ) 是元电荷（电子电荷量）；
( ε₀ ) 是真空介电常数；
( ħ ) 是约化普朗克常数（( ħ = h/2π )）；
( c ) 是真空中的光速。

该公式表明α综合了电荷、量子效应和相对论效应，其数值约为( 1/137.036 )。

二、物理意义

电磁相互作用强度：α直接反映电磁力的耦合强度，数值越小表示相互作用越弱。
速度比值：在玻尔模型中，α等于电子第一轨道速度与光速的比值（( v/c ≈ 1/137 )）。
无量纲特性：通过量纲分析可验证α是无单位的纯数，这一特性使其成为自然界基本常数的核心参数。

三、科学意义

量子电动力学基石：α是QED理论的核心参数，用于计算电磁相互作用中的微扰修正，例如兰姆位移和反常磁矩。
统一理论探索：α的数值稳定性（不随能量尺度显著变化）引发了对物理常数本质的深层讨论，部分理论试图将其与其他作用力常数关联。
光谱学应用：历史上通过氢原子光谱的精细结构分裂发现该常数，其名称也源于此。

四、延伸讨论

有研究尝试从几何或拓扑角度解释α的数值，例如将其与基本粒子的空间结构关联，但目前尚未形成共识。其精确测量值（约1/137.035999084）仍是物理学未解之谜之一。

如需进一步了解实验测量方法或理论推导细节，可参考量子电动力学教材或光谱学文献。