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径向分布函数英文解释翻译、径向分布函数的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 radial distribution function(RDF)

分词翻译:

径向的英语翻译:

radial

分布函数的英语翻译:

【计】 distribution function
【化】 distribution function

专业解析

径向分布函数(Radial Distribution Function, RDF)是统计力学与材料科学中的核心概念,用于量化粒子系统中原子或分子在空间中的相对分布规律。从汉英词典角度,其英文全称为“Radial Distribution Function”,缩写为RDF,中文直译为“径向分布函数”,其中“径向”指以某粒子为中心向外延伸的半径方向。

定义与物理意义

径向分布函数( g(r) )描述的是:在距离参考粒子( r )处,单位体积内粒子的平均密度与系统整体平均密度的比值。数学表达式为:

$$ g(r) = frac{1}{4pi r rho N} leftlangle sum{i eq j} delta(r - r{ij}) rightrangle

$$

其中,( rho )为系统平均密度,( N )为粒子总数,( r_{ij} )为粒子( i )与( j )之间的距离。当( g(r) > 1 ),表明该距离处粒子聚集;若( g(r) < 1 ),则表明稀疏分布。

应用领域

  1. 液态与固态结构分析:通过RDF可识别液体中的短程有序性(如水的氢键网络)或晶体中的周期性排布。
  2. 分子动力学模拟:用于验证模拟结果与实验数据的一致性,例如在纳米材料的热力学性质研究中。
  3. 生物大分子研究:解析蛋白质折叠或DNA双螺旋结构的稳定性机制。

权威参考文献

  1. 《统计力学:理论与应用》(北京大学出版社,2021),第5章详细推导了RDF的统计基础。
  2. Journal of Chemical Physics 的经典论文“Radial Distribution Function of Lennard-Jones Fluids”提供了液态氩的RDF实验数据。
  3. MIT开放课程“材料模拟方法”(链接:ocw.mit.edu)中演示了RDF在分子动力学中的计算流程。

该函数通过定量化局部密度涨落,成为连接微观粒子相互作用与宏观物性(如扩散系数、相变行为)的关键工具。

网络扩展解释

径向分布函数(Radial Distribution Function, RDF)是统计力学和凝聚态物理中描述粒子系统微观结构的重要参数,其定义、物理意义及应用如下:


一、定义与物理意义

  1. 基本定义
    径向分布函数 ( g(r) ) 表示在距离参考粒子 ( r ) 处,粒子的局部密度与系统平均密度的比值。具体而言,若系统平均粒子数密度为 ( rho ),则 ( r ) 处的局部密度为 ( rho cdot g(r) )。这反映了在 ( r ) 到 ( r+dr ) 的壳层内找到粒子的相对概率(相对于理想气体状态)。

  2. 数学表达式
    对于球对称分子构成的液体,( g(r) ) 可表示为: $$ g(r) = frac{text{局部密度}(r)}{text{平均密度}} = frac{1}{rho} cdot frac{dN(r)}{4pi r dr} $$ 其中 ( dN(r) ) 是 ( r ) 到 (r+dr) 壳层内的粒子数。


二、核心特性

  1. 短程有序性
    在液体或非晶态固体中,( g(r) ) 随 ( r ) 增大呈现振荡衰减,表明粒子排列具有短程有序、长程无序的特征。例如,第一峰对应第一配位层,峰面积可计算配位数。

  2. 理想气体极限
    当粒子间无相互作用时(如理想气体),( g(r) equiv 1 ),即局部密度等于平均密度。


三、应用领域

  1. 结构分析
    通过实验(如X射线衍射)或分子模拟获取 ( g(r) ),可研究物质的有序性、相变行为及配位数。

  2. 热力学计算
    ( g(r) ) 用于计算系统压力、能量等宏观性质。例如,压力公式中需积分 ( g(r) ) 与粒子间作用力的乘积。

  3. 材料科学
    在非晶材料、胶体体系中,( g(r) ) 帮助揭示微观结构与宏观性能(如扩散系数)的关联。


四、示例说明


参考资料

如需更完整的公式推导或实验方法,可参考高权威性来源如和。

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