标度理论英文解释翻译、标度理论的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 scaling theory
分词翻译:
标度的英语翻译:
【化】 scale; setting
【医】 dial; scale
理论的英语翻译:
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【医】 rationale; theory
专业解析
标度理论(Scaling Theory),在物理学(尤其是统计力学和凝聚态物理)及工程学中,指研究物理系统的性质如何随观察尺度或系统尺寸变化而变化的规律性理论。其核心在于识别并描述当系统尺度(如长度、时间、能量)发生缩放变换时,物理量(如关联长度、自由能、临界指数)遵循的特定数学关系(标度律)。该理论在理解相变、临界现象、分形几何、复杂系统等领域至关重要。
核心概念与中英对照解释:
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标度与尺度变换 (Scaling and Scale Transformation):
- 指对系统的基本尺度参数(如长度 ( L ))进行放大或缩小(如 ( L rightarrow bL ),其中 ( b ) 为标度因子)的操作。标度理论研究系统在这种变换下物理性质的响应规律。
- 汉英释义: 标度 (Biāodù) - Scale; Scaling。尺度变换 (Chǐdù Biànhuàn) - Scale Transformation。
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标度不变性 (Scale Invariance):
- 指系统在特定的尺度变换下,其物理性质(或描述它的方程)保持不变。这是标度理论的核心特征,尤其在临界点附近表现得最为明显。此时,系统没有特征长度尺度,呈现出自相似的分形结构。
- 汉英释义: 标度不变性 (Biāodù Bùbiànxìng) - Scale Invariance。
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标度假定与标度律 (Scaling Hypothesis and Scaling Laws):
- 标度假定: 是标度理论的基础,它假定在临界点附近,系统的奇异部分自由能(或其他热力学势)是相关长度 ( xi ) 的广义齐次函数。这意味着自由能可以表示为少数几个缩放变量的函数。
- 标度律: 由标度假定推导出的物理量之间的幂律关系。例如,关联长度 ( xi ) 在接近临界温度 ( T_c ) 时发散,遵循 ( xi propto |T - T_c|^{-
u} ),其中 (
u ) 称为关联长度临界指数。其他临界指数(如 ( alpha, beta, gamma, delta ))之间也存在由标度理论导出的数学关系(标度关系)。
- 汉英释义: 标度假定 (Biāodù Jiǎdìng) - Scaling Hypothesis。标度律 (Biāodù Lǜ) - Scaling Law。
-
重整化群理论 (Renormalization Group Theory - RNG):
- 是标度理论的微观基础和数学实现框架。由肯尼斯·威尔逊(Kenneth G. Wilson)发展,并因此获得1982年诺贝尔物理学奖。RNG 通过系统地消去系统的短程自由度(粗粒化)并重新标度,研究哈密顿量参数在标度变换下的流动(重整化群流),从而解释标度不变性的起源、计算临界指数并理解普适性。标度理论中的标度假定和标度律可以通过RNG严格导出。
- 汉英释义: 重整化群 (Chóngzhěnghuà Qún) - Renormalization Group。
应用领域:
标度理论广泛应用于:
- 相变与临界现象: 解释铁磁、超导、超流、液-气临界点等二级相变附近的普适行为。
- 分形几何: 描述具有自相似结构的几何对象(如海岸线、聚合物、逾渗团簇)的标度性质(如分形维数)。
- 动力系统与湍流: 研究复杂系统中能量或信息在不同尺度上的传递规律。
- 材料科学: 分析纳米材料、高分子、薄膜等在尺寸变化时的物理性能(如力学、电学性质)。
标度理论揭示了物理系统在尺度变换下展现的普适规律,核心是标度不变性和由此导出的标度律。重整化群理论为其提供了坚实的微观基础。该理论是理解自然界中广泛存在的无特征尺度现象(如临界现象、分形)的关键框架。
参考来源:
- Stanley, H. E. (1971). Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. Oxford University Press. (经典教材,深入讲解临界现象与标度假定) DOI: 10.1093/oso/9780195053166.001.0001
- Feder, J. (1988). Fractals. Plenum Press. (介绍分形几何及其标度性质) DOI: 10.1007/978-1-4899-2124-6
- Goldenfeld, N. (1992). Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group. Addison-Wesley. (清晰阐述标度理论与重整化群的联系) ISBN: 9780201554090 (可查询WorldCat等图书馆目录获取信息)
- Cardy, J. (1996). Scaling and Renormalization in Statistical Physics. Cambridge University Press. (现代视角下的标度与重整化群理论) DOI: 10.1017/CBO9781316036440
网络扩展解释
标度理论是物理学中研究临界现象和相变问题的重要唯象理论,其核心思想是通过标度变换分析系统在临界点附近的热力学行为。以下从定义、核心假设、数学表达及应用领域进行解释:
一、基本定义
标度理论通过分析临界点附近物理量的幂律行为,建立不同临界指数之间的关系(标度律)。其核心在于系统在临界状态下失去特征长度,相关长度ξ趋于无穷大,导致热力学函数的奇异性仅由ξ的奇异性决定。
二、核心假设与数学框架
-
标度假设
临界点附近,系统的吉布斯函数奇异部分(Gs)可表示为广义齐次函数(GHF),满足标度关系:
$$
G_s(lambda^a varepsilon, lambda^b B) = lambda G_s(varepsilon, B)
$$
其中λ为任意标度因子,a、b为临界指数,ε为温度参数,B为外场参数。
-
临界指数关系
通过标度假设可推导出临界指数间的约束方程,例如:
$$
alpha + 2beta + gamma = 2
$$
这类关系将实验可测量的指数联系起来,验证理论的普适性。
三、应用领域
- 相变与临界现象
用于分析铁磁相变、液气相变等,解释热力学量(如磁化率、比热)在临界点附近的发散行为。
- 凝聚态物理扩展
在局域化理论中,标度理论被用于研究无序系统的电导行为,例如通过单参数标度分析电导随系统尺寸的变化。
- 材料科学
应用于聚合物纳米复合材料,研究胶束聚集数、浓度分布等平衡性质的标度规律。
四、一般意义补充
“标度”本身指计量间隔或标准(如刻度),但在理论物理中特指通过尺度变换揭示系统普适性规律的方法。
分类
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