平均自由路徑英文解釋翻譯、平均自由路徑的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 mean free path

分詞翻譯：

平均的英語翻譯：

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

自由路徑的英語翻譯：

【電】 free path

專業解析

平均自由路徑（Mean Free Path）是統計力學中的重要概念，指微觀粒子（如氣體分子或電子）在連續兩次碰撞之間運動的平均距離。該參數反映了粒子在介質中運動的受阻程度，其數值與粒子密度、碰撞截面及溫度等因素相關。

核心定義與物理意義

從漢英詞典角度，平均自由路徑對應英文術語"Mean Free Path"，定義為粒子在熱力學平衡狀态下自由運動的統計平均距離。經典公式為： $$ lambda = frac{1}{sqrt{2} n sigma} $$ 其中$lambda$為平均自由路徑，$n$為介質粒子數密度，$sigma$為碰撞截面面積。該公式由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在氣體動力學理論中首次推導。

關鍵影響因素

介質密度：粒子密度越高（如高壓氣體），平均自由路徑越短（參考《中國大百科全書·物理學卷》）
粒子尺寸：大分子物質（如有機化合物蒸氣）因碰撞截面更大，自由路徑更短（來源：HyperPhysics數據庫）
溫度效應：高溫環境中粒子動能增加，雖碰撞頻率變化複雜，但整體趨向縮短有效自由路徑（引據《朗道物理學教程》）

典型應用領域

該概念在半導體制造中用于評估電子遷移率，在真空技術中指導泵浦系統設計，在航空航天領域用于計算高空氣體動力學特性（美國物理聯合會應用物理期刊，2023年綜述）。

網絡擴展解釋

平均自由路徑（Mean Free Path，簡稱MFP）是物理學中用于描述粒子（如氣體分子、電子等）在兩次連續碰撞之間運動的平均距離。以下是詳細解釋：

1.基本定義

平均自由路徑指粒子在一個系統中（如氣體、液體或固體）運動時，與其他粒子發生碰撞前所經過的平均直線距離。例如，在标準大氣壓和20℃下，氮氣分子的平均自由程約為60納米。這一概念適用于氣體分子運動、導電材料中的電子遷移等場景。

2.影響因素

平均自由路徑與以下因素相關：

粒子密度：粒子密度越高，碰撞概率越大，平均自由路徑越短。
溫度與壓力：在理想氣體中，溫度升高或壓力降低時，平均自由路徑增大。例如，高真空環境下氣體分子的平均自由路徑可達數米。
粒子尺寸：粒子直徑越大，碰撞概率越高，自由路徑越短。

3.公式表達

對于理想氣體，平均自由路徑可通過以下公式計算： $$ lambda = frac{k T}{sqrt{2} pi d p} $$ 其中：

( lambda )：平均自由路徑，
( k )：玻爾茲曼常數，
( T )：溫度，
( d )：粒子直徑，
( p )：壓強。

4.實際應用

真空技術：在分子蒸餾中，通過降低壓力增大平均自由路徑，實現高效分離。
材料科學：金屬薄膜的導電性與其内部電子的平均自由路徑相關（如銀薄膜的MFP約為52納米）。
氣體動力學：解釋氣體擴散、熱傳導等現象的微觀機制。

補充說明

在液體或固體中，由于粒子排列更緊密，平均自由路徑通常遠小于氣體（例如金屬中電子的自由程為納米級）。如需更詳細數據，可參考物理化學或材料科學相關文獻。