
【化】 contour map of charge density
电荷密度等值线图(英文:Charge Density Contour Plot)是电磁学、材料科学和量子化学中用于可视化空间电荷分布的重要工具。以下从汉英词典角度详细解释其含义与应用:
电荷密度(Charge Density)
指单位体积内的电荷量,单位为库仑/立方米(C/m³)。在量子化学中,常指电子在原子或分子周围的概率密度分布。
公式: $rho = frac{dq}{dV}$
来源:《电磁学》(赵凯华著);国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语库。
等值线图(Contour Plot)
通过连接相同数值的点形成的闭合曲线,直观展示物理量在二维/三维空间的分布梯度。电荷密度等值线图中,每条线代表电荷密度相同的空间位置集合。
来源:IEEE电气与电子术语标准(IEEE Std 100)。
揭示电荷分布规律
等值线密集区域表示电荷密度变化剧烈(如原子核附近),稀疏区域则变化平缓(如化学键外围)。例如,在H₂O分子图中,氧原子周围等值线密集,氢键区域密度较低。
来源:美国物理学会(APS)《物理评论》期刊。
材料性质分析
通过对比不同材料的等值线图,可预测导电性、介电常数等性质。如石墨烯的等值线呈六方对称分布,解释其高导电性。
来源:《材料科学进展》(Progress in Materials Science)。
化学反应机理研究
在反应路径中绘制等值线图,可追踪电荷转移过程。例如,SN₂反应中亲核试剂接近时,等值线向反应中心收缩。
来源:皇家化学会(RSC)《化学通讯》。
数据来源
来源:国家标准《GB/T 15999-2021 电子探针显微分析术语》。
绘图规范
等值线间距需统一(如0.01 e/ų),常用软件包括VESTA、GaussView。颜色映射(如蓝色低密度→红色高密度)需标注色标。
来源:晶体学国际联盟(IUCr)《晶体学报指南》。
半导体掺杂分析
硅晶体中掺入磷原子后,等值线图显示磷周围电子密度增高(见图1),证明n型半导体载流子来源。
来源:美国物理联合会(AIP)《应用物理快报》。
电荷密度等值线图是用于可视化电荷分布特征的图形表示方法,其含义可从以下两方面解析:
电荷密度描述电荷在空间中的分布密度,分为三种类型:
等值线图通过连接相同数值的点,展示连续变化的物理量分布。例如:
电荷密度等值线图结合上述概念,用等值线在平面或三维空间中标示电荷密度相同的点,常用于电磁学分析或材料电荷分布研究。例如,在半导体材料表面绘制此类图形,可帮助观察电荷聚集或扩散的趋势。
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