能量均分定理英文解释翻译、能量均分定理的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 equipartition theorem

分词翻译：

能量的英语翻译：

energy
【化】 energy
【医】 capacity
【经】 capacity; energy

均分的英语翻译：

average; divide equally; share
【医】 divide; equipartition
【经】 go shares; split

定理的英语翻译：

theorem
【化】 theorem
【医】 theorem

专业解析

能量均分定理（Energy Equipartition Theorem）是经典统计力学中的核心原理之一，用于描述处于热平衡状态下的系统能量分布规律。以下从汉英词典角度进行详细解释：

一、术语定义

中文全称：能量均分定理
英文全称：Energy Equipartition Theorem
核心概念：在温度为 (T) 的热平衡系统中，每个独立自由度所分配的平均动能为 (frac{1}{2} k_B T)，其中 (k_B) 为玻尔兹曼常数。

二、原理详解

自由度划分
系统的自由度指独立描述其运动状态的变量数。例如：
- 单原子分子：3个平动自由度（x, y, z方向）
- 双原子分子：3个平动 + 2个转动 + 1个振动（简谐近似）自由度。
能量分配规则
每个二次方项的自由度（如动能 (frac{1}{2}mv_x) 或势能 (frac{1}{2}kx)）均分 (frac{1}{2} k_B T) 的能量。

公式表达：

$$ langle E rangle = frac{1}{2} f k_B T $$

其中 (f) 为二次方自由度数。

三、应用与局限性

经典理想气体：
单原子分子摩尔热容 (C_V = frac{3}{2} R)（平动自由度贡献）。

局限性：
在低温或高量子效应系统中失效（如固体低温热容不符合该定理）。

四、权威参考来源

《费曼物理学讲义》（The Feynman Lectures on Physics）
第1卷第40章系统阐述经典统计力学中的能量均分原理及实例演算。

朗道《统计物理学》（Landau & Lifshitz, Statistical Physics）
第1章严格推导能量均分定理的数学基础及其适用范围。

牛津物理学词典（Oxford Dictionary of Physics）
定义强调“equipartition”即能量在自由度间的均等分配特性。

注：引用来源基于经典物理学教材，实际链接因平台限制未展示，读者可通过权威出版社官网或学术数据库检索书名获取完整内容。

网络扩展解释

能量均分定理是经典统计力学中的核心原理，用于描述热平衡状态下系统能量的分布规律。以下是其核心要点：

1.基本定义

能量均分定理指出，处于热平衡状态的系统，每个独立自由度所对应的平均能量相等。具体而言，每个自由度的平均能量为$frac{1}{2}kT$，其中$k$为玻尔兹曼常数，$T$为系统温度。

2.自由度与能量分配

自由度类型：包括平动、转动和振动自由度。例如：
- 单原子分子：仅有3个平动自由度，总平均能量为$frac{3}{2}kT$。
- 刚性双原子分子：3个平动 + 2个转动自由度，总平均能量为$frac{5}{2}kT$。
- 非刚性双原子分子：还需考虑1个振动自由度（动能和势能各贡献$frac{1}{2}kT$），总能量为$frac{7}{2}kT$。

3.数学表达式

若粒子的能量可表示为多个平方项之和（如$epsilon = a_1q_1 + a_2p_2 + cdots$），则每个平方项的平均能量为： $$ langle epsilon_i rangle = frac{1}{2}kT $$ 这一结论基于经典玻尔兹曼分布推导而来。

4.适用条件

经典系统：仅适用于满足经典力学描述的宏观系统，微观量子效应显著时（如低温下）不成立。
热力学平衡：需通过粒子间的无规则碰撞实现能量均分。

5.应用与局限性

应用：预测理想气体的内能、热容等。例如，单原子理想气体的摩尔定容热容为$frac{3}{2}R$。
局限性：无法解释低温下固体热容的量子行为（如爱因斯坦模型）和气体振动自由度的“冻结”现象。

能量均分定理通过统计方法揭示了宏观系统中能量的均匀分配规律，但其有效性依赖于经典假设。实际应用中需结合具体自由度类型及系统是否满足经典条件进行修正。