费米接触相互作用英文解释翻译、费米接触相互作用的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Fermi contact interaction

分词翻译：

费米的英语翻译：

Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi

接触的英语翻译：

contact; contiguity; get in touch with; meet; osculate; osculation; tangency
touch
【医】 c.; contact; contiguity; hapt-; hapto-; per contiguum; taction; tactus
touch

相互作用的英语翻译：

reciprocity
【计】 mutual effect
【化】 interaction; interreaction
【医】 interaction

专业解析

费米接触相互作用（Fermi Contact Interaction）是原子物理学与量子化学中的重要概念，指原子核与电子之间因自旋磁矩直接重叠而产生的磁相互作用。以下从汉英词典角度详细解释其定义、机制与应用：

一、术语定义与核心机制

中英对照定义
- 中文：费米接触相互作用（Fèi mǐ jiēchù xiānghù zuòyòng）
- 英文：Fermi Contact Interaction
  该术语由恩里科·费米（Enrico Fermi）于1930年提出，描述原子核自旋（I）与电子自旋（S）在空间同一点（r=0）时的超精细耦合作用。其物理本质源于电子波函数在核位置的有限概率密度，导致磁矩直接接触。
量子力学机制
当电子处于s轨道（角动量量子数l=0）时，其波函数在原子核处非零，电子自旋密度与核自旋产生耦合。相互作用能表示为：

$$ H_{FCI} = -frac{2mu_0}{3} gamma_e gamma_n hbar delta(mathbf{r}) mathbf{I} cdot mathbf{S} $$

其中$delta(mathbf{r})$为狄拉克δ函数，$gamma_e$、$gamma_n$分别为电子与核的旋磁比。

二、实验观测与关键特性

光谱学证据
在核磁共振（NMR）与电子顺磁共振（EPR）谱中，费米接触作用表现为谱线分裂。例如：
- 氢原子（1s轨道）的超精细分裂常数 A ≈ 1420 MHz，其中95%贡献来自接触作用。
- 过渡金属配合物中，未成对电子通过共价键传递自旋密度至配体原子核，导致NMR化学位移异常（如铂配合物的195Pt NMR位移）。
各向异性与范围
与偶极-偶极相互作用不同，费米接触作用具有各向同性，且随距离衰减更快（δ函数特性）。其强度正比于|psi(0)|（电子在核位置的波函数模平方）。

三、应用领域

材料科学
用于分析磁性材料（如铁磁体）的交换耦合机制，接触作用贡献于交换积分 J 的标量部分。
量子计算
在半导体量子点中，电子与核自旋的接触相互作用是实现量子比特操控的核心物理过程。

权威参考文献来源：

《物理学名词》第三版（科学出版社）
Abragam, A. The Principles of Nuclear Magnetism (Oxford University Press)
Slichter, C. P. Principles of Magnetic Resonance (Springer)
Nature Reviews Chemistry "Spin Interactions in Molecular Systems" (2023)

网络扩展解释

费米接触相互作用（Fermi contact interaction）是物理学中描述原子核与电子之间超精细相互作用的一种机制，尤其在核磁共振（NMR）和电子自旋共振（ESR）等研究中具有重要意义。以下是详细解释：

1.定义与基本原理

费米接触相互作用是由于电子在原子核附近（如s轨道或杂化轨道上的电子）具有非零的概率密度，导致核磁矩与电子自旋之间产生直接作用的现象。这种相互作用属于超精细结构的一部分，其强度取决于电子波函数在原子核位置的取值。

2.物理机制

核心特征：当电子出现在原子核中心附近时（如s轨道电子），其波函数在核位置的概率密度较高，从而产生显著的接触相互作用。
数学表达式：该作用的能量可表示为： $$ E = frac{8pi}{3} gamma_e gamma_n hbar |psi(0)| mathbf{I} cdot mathbf{S} $$ 其中，(|psi(0)|)是电子在核位置的波函数概率密度，(mathbf{I})和(mathbf{S})分别为核自旋和电子自旋算符。

3.与其他作用的区别

偶极-偶极相互作用：通常具有空间各向异性，而费米接触作用是各向同性的，且仅依赖于电子在核位置的存在概率。
弱相互作用中的“费米理论”：虽然名称相似，但需注意与粒子物理中费米提出的四费米子接触相互作用（描述弱作用早期模型）区分，后者已被电弱统一理论取代。

4.应用领域

光谱学：用于解释核磁共振谱线分裂、超精细结构谱线等。
量子化学：在计算分子磁性和电子结构时需考虑该作用。

5.示例

在氢原子中，1s轨道电子因波函数在核处概率密度高，费米接触作用是氢核磁共振信号的主要来源之一。

如需进一步了解具体实验现象或数学推导，可参考核磁共振相关教材或量子力学专著。