单粒子模型英文解释翻译、单粒子模型的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 one particle approximation; single particle model

分词翻译：

单的英语翻译：

odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-

粒的英语翻译：

grain; granule
【医】 grain; granula; granulatio; granulation; granulationes; granule; granum

子模型的英语翻译：

【计】 submodel

专业解析

单粒子模型（Single-Particle Model）是凝聚态物理学和量子力学中的重要理论框架，主要用于描述固体材料中单个粒子（如电子或离子）在周期势场中的行为。该模型假设粒子间的相互作用可忽略，将其运动简化为独立粒子在平均场中的运动，从而简化多体系统的复杂计算。

核心定义与理论基础

在汉英对照语境下，单粒子模型对应的英文术语为"Single-Particle Approximation"，其数学表达基于布洛赫定理（Bloch's theorem）。该定理指出，晶体中电子的波函数可表示为平面波与周期函数的乘积： $$ psi_n(mathbf{r}) = e^{imathbf{k}cdotmathbf{r}} u_n(mathbf{r}) $$ 其中$u_n(mathbf{r})$具有晶格周期性，$n$为能带索引，$mathbf{k}$为波矢。该公式源自诺贝尔物理学奖得主菲利克斯·布洛赫在1928年的开创性研究（来源：Bloch F. Über die Quantenmechanik der Elektronen in Kristallgittern. Zeitschrift für Physik, 1928）。

典型应用领域

能带结构计算：通过求解单粒子薛定谔方程，预测材料的导电特性（来源：Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid State Physics, 1976）
半导体器件模拟：在MOSFET等器件设计中，用于载流子输运分析（来源：Sze S.M. Physics of Semiconductor Devices, 1981）
光谱学解释：解析X射线光电子能谱(XPS)中的电子态密度分布

模型局限性

该模型未包含电子-电子关联效应，在强关联材料（如高温超导体）中适用性受限。后续发展的密度泛函理论(DFT)对其进行了扩展修正（来源：Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas, 1964）。

网络扩展解释

“单粒子模型”是物理学中的一个术语，具体含义根据应用领域不同有所差异，主要分为以下两类解释：

1.基础粒子模型

在物质科学中，粒子模型通常指“物质由大量微小粒子构成，粒子不断做无规则运动且存在间隙”的假说。此处的“单粒子模型”可理解为该理论的简化表述，强调从单个粒子的行为出发研究物质宏观性质。例如，分析气体压强时，可通过单个分子碰撞容器壁的动量变化推导整体规律。

2.等离子体物理中的单粒子轨道理论

在等离子体物理或受控核聚变研究中，“单粒子模型”特指忽略粒子间相互作用，仅考察单个带电粒子在电磁场中运动的简化模型。其核心特点包括：

适用范围：粒子速度远低于光速（非相对论性），且电磁场均匀或缓变。
运动方程：通过经典力学方程描述带电粒子的轨迹。例如，在均匀磁场中，粒子的运动可分解为：
- 垂直磁场方向：匀速圆周运动（回旋运动），回旋频率为 $omega_c = frac{qB}{m}$；
- 平行磁场方向：匀速直线运动，形成螺旋轨迹。
应用意义：用于解释等离子体约束问题（如磁约束核聚变装置中粒子的运动限制）。

补充说明

局限性：该模型忽略了集体效应（如粒子间碰撞、波动等），因此更适用于低密度等离子体或初步分析。
相关概念：磁矩守恒、能量守恒等特性常被用于推导更复杂的等离子体行为。

如需更深入的数学推导或具体应用案例，可参考等离子体物理教材或相关研究文献。