费米共振英文解释翻译、费米共振的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Fermi resonance

分词翻译：

费米的英语翻译：

Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi

共振的英语翻译：

resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration

专业解析

费米共振（Fermi Resonance）是分子光谱学（特别是红外光谱和拉曼光谱）中的一种重要现象，指当分子的两个振动能级（通常是一个基频振动和一个倍频或合频振动）能量接近且满足特定对称性匹配条件时，它们之间发生的非谐性耦合作用。这种耦合会导致能级位置发生位移（排斥）和谱线强度重新分布（一个增强，一个减弱），在光谱图上表现为“共振双线”或谱带形状的异常变化。

详细解释与机制：

能量接近与耦合条件：费米共振的发生需要两个振动模式（如 ν₁ 基频和 2ν₂ 倍频）的能量差 ΔE 较小（通常小于 20 cm⁻¹ 量级），并且它们具有相同的对称性（即能通过非谐性项耦合）。这种能量接近使得微扰理论适用。
非谐性耦合：分子振动的势能函数包含高阶（非谐性）项。当上述条件满足时，这些非谐性项（特别是三次方项）在哈密顿量中成为有效的耦合项，导致两个原本独立的振动能级发生相互作用。
能级排斥与强度转移：耦合的结果是两个本征能级发生“排斥”，即它们之间的距离比未耦合时的能量差更大。同时，两个能级对应的谱线强度发生显著变化：一个能级的跃迁强度增强，另一个则减弱。其强度比和能级位移量可以通过耦合常数定量描述。

光谱表现特征：

双峰结构：在预期只有一个强吸收峰的位置附近，出现两个强度相近或强度异常的峰。这是费米共振最直观的标志。
强度异常：倍频或合频振动的观测强度远大于基于谐性振动模型计算出的预期值（通常倍频很弱），这是因为其强度“借用”了与之共振的基频振动的强度。
位置偏移：两个峰的位置相对于未耦合时的基频和倍频位置发生了移动。

经典实例：

二氧化碳（CO₂）分子是费米共振的经典案例：

其 ν₁（对称伸缩振动，红外非活性）的基频约为 1333 cm⁻¹。
其 2ν₂（弯曲振动 ν₂ 的倍频，红外活性但预期很弱）约为 1285 cm⁻¹。
由于 ν₁ 和 2ν₂ 能量接近（约 50 cm⁻¹）且对称性匹配（均为 Σg⁺），发生强费米共振。结果在红外光谱 2349 cm⁻¹ 附近观察到两个强度相当的强吸收峰（实际是 ν₃ 基频与费米共振双峰的组合），而单独的 ν₁ 和 2ν₂ 峰无法观测到预期强度。

应用与意义：

费米共振现象对于正确解析复杂分子的振动光谱至关重要：

谱峰归属：帮助光谱学家正确指认那些强度异常或位置偏移的谱峰，避免误归属。
分子结构推断：共振的发生依赖于分子的几何结构和力场，分析费米共振可以提供分子结构和动态信息。
非谐性力场研究：费米共振是研究分子非谐性振动的重要窗口，耦合常数是构建精确非谐性力场的关键参数。
多领域应用：在物理化学、分析化学、大气科学（如温室气体光谱）、生物分子结构研究等领域都有广泛应用。

权威参考来源：

Wikipedia: Fermi Resonance - 提供基础定义、机制和经典案例概述。
https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi_resonance

Herzberg, G. (1945). Molecular Spectra and Molecular Structure. Vol. II: Infrared and Raman Spectra of Polyatomic Molecules. Van Nostrand Reinhold. - 光谱学经典著作，对费米共振有深入的理论推导和实例分析，是理解该现象的核心文献。
Wilson, E. B., Decius, J. C., & Cross, P. C. (1955). Molecular Vibrations: The Theory of Infrared and Raman Vibrational Spectra. McGraw-Hill. - 另一本经典振动光谱理论教材，详细阐述了包括费米共振在内的振动耦合理论。
文献实例：如研究苯甲醛中 CHO 伸缩振动与倍频共振的工作：
Durig, J. R., & Guirgis, G. A. (1987). Vibrational spectra and Fermi resonance of benzaldehyde-d0 and -d1. Journal of Raman Spectroscopy, 18(3), 233–238. - 展示费米共振在具体分子体系中的分析与应用。

DOI: 10.1002/jrs.1250180313

网络扩展解释

费米共振（Fermi Resonance）是一种量子力学现象，指分子振动中两个能量相近的振动模式（如基频与倍频/合频）发生耦合，导致频率偏移和谱线强度重新分布的现象。以下是详细解释：

1.定义与发现

费米共振由物理学家恩里科·费米于1931年提出，最初在研究二氧化碳（CO₂）的振动光谱时发现。他发现CO₂的弯曲振动倍频（2×673 cm⁻¹）与对称伸缩振动基频（1337 cm⁻¹）因能量相近发生耦合，导致拉曼光谱中出现异常强峰（1285 cm⁻¹和1388 cm⁻¹），而原本的对称伸缩振动峰消失。

2.机制与特征

耦合条件：两个振动模式需满足能量相近且对称性相同，例如基频与倍频或合频的耦合。
现象表现：表现为谱线分裂、频率偏移（如CO₂的15微米谱带受费米共振影响增强红外吸收能力），以及原本无光谱活性的振动模式因能量转移而显现。

3.应用领域

光谱分析：广泛用于拉曼和红外光谱，帮助解析分子结构（如酶构型、晶体杂质检测）。
环境科学：CO₂的费米共振增强其温室效应，影响全球变暖预测模型。
材料研究：如原子薄黑磷中振动模式的耦合研究，推动新型声子器件开发。

4.与振动耦合的区别

振动耦合通常指基频之间的相互作用，而费米共振特指基频与倍频/合频的耦合。

如需进一步了解具体案例（如CO₂光谱细节或黑磷研究），可参考相关文献或权威百科资料。