德拜长度英文解释翻译、德拜长度的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 Debye length

分词翻译：

德拜的英语翻译：

【化】 debye

长度的英语翻译：

in length; length
【化】 length
【医】 L.; length

专业解析

德拜长度（Debye Length）是等离子体物理和电解质溶液理论中的一个核心概念，描述了电荷屏蔽效应的空间尺度范围。以下是其详细解释，结合汉英词典角度与物理内涵：

一、定义与物理意义（Definition and Physical Meaning）

中文定义
德拜长度（λ_D）是指等离子体或电解质溶液中，正负电荷分离形成的“屏蔽云”所能延伸的最大距离。在此距离外，带电粒子产生的电场会被周围异性电荷完全屏蔽，电场强度衰减至原值的1/e（约36.8%）。

英文对照：Debye length is the characteristic distance over which a charged particle's electrostatic influence is screened by the collective effect of surrounding mobile charges in a plasma or electrolyte.
物理机制
当带电粒子（如离子）置于等离子体/电解液中时，会吸引异性电荷在其周围聚集，形成“屏蔽层”。该层厚度即为德拜长度，其值越大，屏蔽效果越弱；值越小，屏蔽越强。

二、数学表达式（Mathematical Expression）

德拜长度的计算公式为：

$$ lambda_D = sqrt{frac{epsilon k_B T}{e sum_i n_i z_i}} $$

其中：

$epsilon$：介电常数
$k_B$：玻尔兹曼常数
$T$：温度（单位：K）
$e$：元电荷
$n_i$：第i种离子数密度
$z_i$：离子价态

该公式由物理学家彼得·德拜（Peter Debye）于1923年首次推导，用于描述电解质行为。

三、典型应用场景（Typical Applications）

等离子体物理
用于判断等离子体是否满足“准中性”条件：若系统尺度远大于λ_D，则等离子体可视为整体电中性（如恒星大气、核聚变装置）。

半导体器件
描述PN结耗尽层厚度，影响场效应晶体管（FET）的阈值电压。

生物电化学
分析细胞膜双电层结构，解释离子通道的电荷传输机制。

胶体化学
预测胶体颗粒间静电斥力范围，维持胶体稳定性（DLVO理论）。

四、权威参考文献（Authoritative References）

经典教材
- 等离子体物理基础（Francis F. Chen, Springer）
- 电解质溶液理论（Peter Debye & Erich Hückel, 1923）
学术机构
- 美国物理学会（APS）等离子体分会：https://www.aps.org/units/dpp
- 国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）电化学术语定义

注：德拜长度的概念被纳入IEEE标准术语（IEEE Std 115-2019），用于电磁场与带电粒子相互作用的量化分析。

网络扩展解释

德拜长度（Debye length）是物理学中描述电荷屏蔽效应的重要概念，指静电场在介质（如等离子体、电解质溶液或半导体）中被周围异性电荷屏蔽而显著衰减的特征距离。以下是详细解释：

1.定义与物理意义

德拜长度由美籍荷兰物理学家彼得·德拜提出，又称德拜屏蔽长度。当外加静电场作用于介质时，介质中的自由电荷（如电子、离子）会重新分布，形成与外加电场相反的电荷层（空间电荷区），从而削弱原电场的作用。德拜长度即电场衰减到原强度的约1/e（约37%）的距离。

2.应用场景

等离子体：带电粒子（如电子和离子）通过异性电荷的聚集屏蔽单个粒子的电场，德拜长度决定了等离子体中电中性区域的最小尺度。
半导体/金属：表面形成的空间电荷区厚度即德拜长度，电场在此范围内逐渐消失。
电解质溶液：离子浓度越高，德拜长度越短。例如，25℃下100mM盐溶液的德拜长度约为1纳米。

3.计算公式

经典德拜长度的公式为： $$ λ_D = sqrt{frac{ε_r ε_0 k_B T}{e sum n_i z_i}} $$ 其中：

(ε_r)为介电常数，(ε_0)为真空介电常数；
(k_B)为玻尔兹曼常数，(T)为温度；
(e)为元电荷，(n_i)和(z_i)分别为第(i)种离子的浓度和电荷数。

4.影响因素

浓度：介质中载流子浓度越高，德拜长度越短（如高浓度盐溶液屏蔽效应更强）。
温度：温度升高会增大德拜长度。
电荷数：离子电荷数越高，屏蔽效应越显著，德拜长度越短。

5.扩展说明

在非广延统计等离子体中，德拜长度可能因参数变化偏离经典结果，但经典理论仍是多数实际应用的基础。该概念对理解电化学双电层、半导体器件设计等具有重要意义。

如需具体场景的数值计算或更深入理论，可参考物理化学或等离子体领域的专业文献。