方阱势英文解释翻译、方阱势的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 square-well potential

分词翻译：

方的英语翻译：

direction; power; side; square

阱的英语翻译：

trap

势的英语翻译：

circumstances; force; influence; potential; power; puissance; sign; situation
【医】 force

专业解析

方阱势（Square Well Potential）是量子力学和统计物理中一种重要的理想化势能模型，用于简化分析粒子在受限空间内的行为。其名称来源于势能函数在空间特定区域内呈“方形”凹陷（阱状）的特征。以下从汉英词典角度对其详细解释：

一、基本定义

中文术语：方阱势
英文对应：Square Well Potential
核心描述：
指势能函数在某一空间范围内为恒定负值（阱深），而在该范围外跃变为零或恒定正值（阱壁），形成类似“方井”的势能分布。根据维度可分为一维、二维或三维方阱势，其中一维无限深方阱势是最基础的模型。

二、关键特征与物理意义

几何形态
势能函数在边界处发生突变，数学表达为分段常数函数。例如一维无限深方阱势：

$$ V(x) = begin{cases} 0 & text{若 } 0 < x < L infty & text{若 } x leq 0 text{ 或 } x geq L end{cases} $$ 粒子被完全束缚在 $[0, L]$ 区间内。
量子化现象
在量子力学中，束缚于方阱内的粒子能量取离散值。以一维无限深阱为例，能量本征值为：

$$ E_n = frac{n pi hbar}{2m L}, quad n=1,2,3,ldots $$ 其中 $n$ 为量子数，体现能量不连续性。
波函数特性
波函数在阱内呈驻波形式（如正弦/余弦函数），阱外衰减为零。例如一维无限深阱中：

$$ psi_n(x) = sqrt{frac{2}{L}} sinleft(frac{npi x}{L}right) $$

三、应用场景

量子力学教学：用于演示薛定谔方程求解、量子化、隧穿效应等核心概念。
核物理模型：模拟核力短程吸引作用（如方阱势用于中子-质子散射计算）。
半导体物理：近似描述量子点、超晶格中的电子约束行为。
统计力学：研究气体分子在理想容器中的行为（如无限深势阱对应理想刚壁约束）。

四、延伸概念

有限深方阱势（Finite Square Well）：势垒高度有限，允许粒子存在隧穿概率，更接近实际物理系统（如量子阱激光器）。
方势垒（Square Barrier）：势能突升的模型，用于分析散射问题与量子隧穿（如扫描隧道显微镜原理）。

权威参考来源

《量子力学导论》（Introduction to Quantum Mechanics） - David J. Griffiths
详细讨论一维无限/有限方阱势的解析解及物理意义（第2章）。

《现代量子力学》（Modern Quantum Mechanics） - J.J. Sakurai
涵盖方阱势在散射理论中的应用（第3章）。

《物理学名词》（全国科学技术名词审定委员会）
规范中英文术语对照（第三版，2019年）。

美国物理联合会（AIP）Scitation平台
收录方阱势在纳米结构能带计算中的研究论文（例如 DOI:10.1063/1.1499754）。

以上内容综合量子力学经典教材及学术出版物，确保术语准确性与物理概念严谨性。

网络扩展解释

方阱势是物理学和化学中用于描述分子或粒子间相互作用的一种简化势能模型。以下是其详细解释：

1.基本定义

方阱势（Square-Well Potential）由硬球排斥作用和有限深度的吸引势阱组成。其特点是在特定距离范围内存在不连续的势能变化：

硬球排斥区（$r < σ$）：势能为无限大，表示粒子无法进一步靠近（刚性碰撞）。
吸引势阱区（$σ ≤ r ≤ R$）：势能为负值（$-E_0$），表示存在吸引力。
无作用区（$r > R$）：势能为零，粒子间无相互作用。

2.数学表达式

方阱势的势能函数可表示为分段函数： $$ V(r) = begin{cases} +infty & (r < σ) -E_0 & (σ ≤ r ≤ R) 0 & (r > R) end{cases} $$ 其中，$σ$为硬球直径，$R$为势阱外径，$E_0$为势阱深度。

3.物理意义

简化计算：通过不连续的分段形式，便于理论分析和计算机模拟（如非连续分子动力学DMD）。
描述弱吸引力：常用于模拟范德华力等短程吸引力，适用于气体和简单液体模型。

4.应用领域

核物理：在费米气体模型中近似描述核子间相互作用。
物理化学：用于微扰理论研究分子间作用力。
计算机模拟：作为非连续势函数，提升分子动力学计算效率。

参考资料

更详细的数学推导可参考物理化学教材或知网文献。