海森堡铁磁理论英文解释翻译、海森堡铁磁理论的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 Heisenberg theory of ferromagnetism

分词翻译：

海的英语翻译：

a great number of; brine; extra large; fishpond; sea
【法】 mare; ocean; sea

森的英语翻译：

dark; full of trees; gloomy; in multitudes

堡的英语翻译：

fort; fortress

铁磁的英语翻译：

【电】 ferromagnetic

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

海森堡铁磁理论（Heisenberg Ferromagnetism Theory）是量子力学框架下解释铁磁材料自发磁化的核心理论，由德国物理学家维尔纳·海森堡于1928年提出。该理论通过引入“交换相互作用”（Exchange Interaction）这一量子力学概念，阐明了铁磁体中原子自旋有序排列的微观机制。

一、理论核心：交换相互作用

海森堡提出，相邻原子的电子自旋之间存在各向同性的量子力学相互作用，其能量可表示为哈密顿量： $$ mathcal{H} = -J sum_{langle i,j rangle} mathbf{S}_i cdot mathbf{S}_j $$ 其中：

$J$ 为交换积分（Exchange Integral），决定相互作用强度（$J>0$ 时自旋平行排列，对应铁磁性）；
$mathbf{S}_i, mathbf{S}_j$ 是相邻原子 $i,j$ 的自旋算符；
$langle i,j rangle$ 表示仅考虑最近邻原子对。

该模型称为海森堡模型（Heisenberg Model），是统计物理中研究磁有序的基础框架。

二、物理意义与突破

经典理论的局限
传统分子场理论（如外斯理论）无法解释铁磁性起源，仅将磁化归因于假想“分子场”。

量子力学本质
海森堡首次揭示铁磁性源于电子波函数重叠导致的交换能（Exchange Energy），其大小取决于自旋相对取向。平行自旋因泡利不相容原理降低电子库仑排斥，使体系能量最低（$J>0$）。

临界温度预言
理论推导出居里温度 $T_c$ 与交换积分的关系：$k_B T_c propto J z$（$z$ 为配位数），解释了铁磁-顺磁相变。

三、中英文术语对照

中文术语	英文术语
交换相互作用	Exchange Interaction
自旋算符	Spin Operator
交换积分	Exchange Integral
海森堡模型	Heisenberg Model
居里温度	Curie Temperature
量子涨落	Quantum Fluctuations

四、现代应用与拓展

海森堡理论奠定了强关联电子体系研究的基础，后续发展为：

巡游电子模型（Stoner Model）解释能带磁性；
自旋波理论描述低温磁激发；
密度泛函理论（DFT）计算材料交换参数。

权威参考文献：

海森堡原始论文：W. Heisenberg, "Zur Theorie des Ferromagnetismus", Z. Physik 49, 619 (1928).
经典综述：P. W. Anderson, "Concepts in Solids", World Scientific (1991), Chapter 2.
现代教材：S. Blundell, "Magnetism in Condensed Matter", Oxford University Press (2001).

网络扩展解释

海森堡铁磁理论是量子力学框架下解释铁磁性的重要模型，由物理学家维尔纳·海森堡于1928年提出。以下是其核心内容：

1.理论基础与模型

海森堡认为，铁磁性的本质源于相邻原子间电子的量子交换相互作用。这种作用导致自旋倾向于平行排列，从而形成宏观磁化。其数学模型以海森堡哈密顿量为基础： $$ H = -sum{i<j} J{ij} vec{S}_i cdot vec{S}_j $$ 其中，$vec{S}_i$和$vec{S}j$是第$i$、$j$个原子的自旋算符，$J{ij}$为交换积分，决定相互作用的强度（$J>0$时为铁磁性，$J<0$时为反铁磁性）。

2.与经典模型的区别

各向同性：海森堡模型中自旋可在任意方向自由取向，而经典伊辛模型仅允许自旋沿固定轴（如$z$轴）取向，哈密顿量为$H = -sum J_{ij} S_i^z S_j^z$。
量子效应：海森堡模型引入了量子交换能，这是纯量子现象，无法用经典磁矩相互作用解释。

3.物理意义

交换能来源于电子波函数的交换对称性：当两个电子交换位置时，系统能量会因波函数对称性（泡利不相容原理）而变化。这种能量差驱动自旋平行排列，形成铁磁有序态。

4.理论意义与应用

海森堡模型为理解磁性材料（如铁、钴、镍）的微观机制奠定了基础，并成为凝聚态物理中研究相变、自旋波等现象的标准模型。后续研究扩展至掺杂系统、低维材料（如二维磁性材料）等领域。

如需进一步了解数学推导或实验验证，可参考量子力学教材或凝聚态物理专题文献。