巨正则系综英文解释翻译、巨正则系综的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 grand canonical ensemble

分词翻译：

巨的英语翻译：

gigantic; huge
【医】 giganto-; macro-; makro-; megalo-

正则系综的英语翻译：

【化】 canonical ensemble

专业解析

巨正则系综（Grand Canonical Ensemble）是统计力学中用于描述开放系统平衡态性质的概率分布模型。其核心特征为系统与外界同时存在能量交换和粒子交换，适用于温度（T）、体积（V）和化学势（μ）固定的热力学条件。对应的英文术语为"Grand Canonical Ensemble"，其中"Grand"指代系统粒子数可变的宏观状态，"Canonical"源自希腊语"kanon"，意为标准化的统计规则。

数学上，巨正则系综的概率分布公式为： $$ rho = frac{1}{Xi} e^{-beta(E-mu N)} $$ 其中$Xi$为巨配分函数，$beta=1/(k_B T)$，$E$为系统能量，$N$为粒子数。该公式由美国物理学家Willard Gibbs在1902年建立的系综理论中首次系统阐述。

相较于微正则系综（孤立系统）和正则系综（闭系），巨正则系综特别适用于以下场景：

多相平衡体系（如气液共存系统）
粒子数不守恒的量子系统（如光子气体）
表面吸附过程等开放体系

在凝聚态物理研究中，巨正则系综被广泛应用于超导现象、玻色-爱因斯坦凝聚等量子多体系统的统计描述。日本物理学家朝永振一郎在1947年发展的超导理论就基于此框架建立。中国科学家于渌院士编著的《统计物理现代教程》中，将巨正则系综作为处理非平衡相变的核心工具。

网络扩展解释

巨正则系综（Grand Canonical Ensemble）是统计力学中用于描述开放系统平衡态的重要概念。以下是其核心要点：

1.定义与物理意义

巨正则系综描述的是与外界既交换能量又交换粒子的系统（）。这类系统与一个温度为$T$、化学势为$mu$的大热源和粒子源接触，最终达到热力学平衡。例如，气体分子可自由进出的容器即为典型的开放系统（）。

2.数学表达

概率分布公式：系统处于能量为$E_s$、粒子数为$N_r$的量子态的概率为： $$ P_r = frac{e^{-beta (E_s - mu N_r)}}{Ξ} $$ 其中$beta = 1/(kB T)$，$Ξ$为巨配分函数： $$ Ξ = sum{s} e^{-beta (E_s - mu N_r)} $$ （）

3.涨落现象

系统在平衡时存在能量和粒子数的涨落。对于宏观系统（如粒子数$N approx 10^{23}$），相对涨落量级为$1/sqrt{N}$，通常可忽略（）。

4.与其他系综的关系

微正则系综：孤立系统（$N, V, E$固定），无能量或粒子交换。
正则系综：封闭系统（$N, V, T$固定），仅能量交换。
巨正则系综：开放系统（$V, T, mu$固定），能量和粒子均可交换（）。

5.应用场景

适用于粒子数不固定的体系，如：

气体吸附在多孔材料中的平衡；
化学反应中分子交换的系统；
相变研究（如气液相变）（）。

通过巨正则系综可推导热力学量（如压强、熵），并分析涨落效应，是研究开放系统统计行为的核心工具。