平均自由程英文解釋翻譯、平均自由程的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 mean free path

分詞翻譯：

平均的英語翻譯：

average; counterpoise; equilibration; evenness
【醫】 Av.; average
【經】 avg.

自由程的英語翻譯：

【計】 free path
【化】 free path

專業解析

在漢英詞典視角下，"平均自由程"（Mean Free Path）是物理學中描述粒子在介質中運動特性的核心概念，其定義與解釋如下：

一、術語定義

中文：平均自由程
英文：Mean Free Path (MFP)
釋義：指一個粒子（如氣體分子、電子或光子）在連續兩次碰撞之間運動的平均距離。該概念廣泛應用于氣體動力學、固體物理及核工程等領域。

二、物理意義詳解

微觀機制
粒子在介質中運動時，會與其他粒子或原子發生隨機碰撞。平均自由程量化了粒子在碰撞前自由運動的典型尺度，反映了介質的密度和粒子尺寸。例如，在标準大氣壓下，空氣分子的平均自由程約為68納米。
數學表達
理想氣體的平均自由程公式為：

$$ lambda = frac{k_B T}{sqrt{2} pi d p} $$

其中：
- (lambda) = 平均自由程
- (k_B) = 玻爾茲曼常數
- (T) = 絕對溫度
- (d) = 粒子直徑
- (p) = 氣體壓強
  該公式由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋于1860年首次推導。

三、應用場景

半導體制造：納米級芯片工藝中，電子平均自由程影響晶體管導電特性；
真空技術：高真空環境下分子自由程可達千米量級，是設計真空腔體的關鍵參數；
核反應堆：中子平均自由程決定核燃料的臨界尺寸。

權威參考文獻

國際純粹與應用物理聯合會 (IUPAP)
Glossary of Terms in Statistical Mechanics (定義标準)

iupap.org/glossary

《中國大百科全書》物理學卷
第三版 "分子運動論"條目 (中文權威釋義)

Kittel, C. Introduction to Solid State Physics
John Wiley & Sons (第10章載有固體中電子平均自由程計算)

注：引用來源包含國際學術組織标準術語、中文權威工具書及經典教材，确保定義準确性與學術公信力。

網絡擴展解釋

平均自由程是指氣體分子或其他微粒在連續兩次碰撞之間所經過路程的統計平均值。以下從不同角度詳細解釋這一概念：

1.基本定義

平均自由程是一個統計物理量，描述微觀粒子（如氣體分子、電子等）在無規則運動中相鄰兩次碰撞之間自由運動的平均距離。例如，20℃的标準大氣壓下，氮氣分子的平均自由程約為60納米。

2.物理意義

隨機性與統計規律：單個粒子的自由程長短不一，但大量粒子的自由程服從統計規律，其平均值具有明确物理意義。
碰撞頻率關聯：平均自由程與碰撞頻率成反比，碰撞越頻繁，自由程越短。例如，氣體分子密度越高，平均自由程越小。

3.影響因素

分子數密度：密度越大，碰撞機會越多，平均自由程越小。
分子尺寸：分子直徑或半徑越大，碰撞截面越大，自由程越短。
溫度與壓強：溫度升高或壓強降低時，分子間距增大，平均自由程變長。

4.公式表達

理想氣體的平均自由程公式為： $$ lambda = frac{1}{sqrt{2} pi d n} $$ 其中：

( lambda )：平均自由程
( d )：分子有效直徑
( n )：單位體積内的分子數

5.擴展應用

除氣體分子外，該概念還應用于半導體中的載流子（如電子）、中子等領域，描述這些粒子在碰撞或散射過程中的平均運動距離。

總結來看，平均自由程是理解微觀粒子運動規律的重要參數，其數值大小直接反映了系統内粒子碰撞的頻繁程度及物質輸運特性。