奇偶定則英文解釋翻譯、奇偶定則的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 even-odd rules
分詞翻譯:
奇偶的英語翻譯:
【計】 odd even
定則的英語翻譯:
formula; rule
【化】 rule
專業解析
奇偶定則(Parity Rule)的漢英詞典式解釋
在物理學,特别是量子力學和粒子物理學中,“奇偶定則”(英文:Parity Rule)是一個描述物理系統或過程在空間反演變換(Parity Transformation)下行為對稱性的基本原理。空間反演指的是将坐标軸方向全部反轉的操作(即vec{r} rightarrow -vec{r})。該定則的核心是“奇偶性”(Parity)這一量子數的守恒或破壞。
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核心概念與定義:
- 奇偶性 (Parity): 是描述量子态或波函數在空間反演操作下行為的一個量子數。如果一個量子态在空間反演下保持不變(即波函數符號不變:psi(-vec{r}) = psi(vec{r})),則稱該态具有偶宇稱 (Even Parity),記作P = +1。如果在空間反演下波函數改變符號(psi(-vec{r}) = -psi(vec{r})),則稱該态具有奇宇稱 (Odd Parity),記作P = -1。
- 奇偶定則 (Parity Rule): 在僅由強相互作用和電磁相互作用主導的物理過程中(如原子物理中的躍遷、強子衰變等),系統的總宇稱在過程前後是守恒的。這意味着,如果一個過程初始态的總宇稱為P_i,最終态的總宇稱為P_f,則必須有P_i = P_f。該定則源于空間反演對稱性在這些相互作用下的成立。
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物理内涵與應用:
- 奇偶定則為判斷某些物理過程是否允許提供了重要的選擇定則(Selection Rule)。例如,在原子物理中,電偶極輻射躍遷(E1躍遷)要求初态和末态的宇稱必須不同(Delta P = -1),而磁偶極輻射躍遷(M1躍遷)則要求宇稱相同(Delta P = 0)。這直接源于電磁相互作用下宇稱守恒。
- 在粒子物理中,奇偶定則用于分析強子(如介子、重子)的衰變模式。例如,一個宇稱為偶的粒子不能衰變到兩個宇稱為奇的粒子(因為+1 ≠ (-1) times (-1) = +1? 錯誤!應為+1 ≠ (-1) times (-1) = +1 是相等的,所以宇稱守恒允許。關鍵在于計算乘積)。宇稱守恒限制了可能的衰變道。
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重要突破:宇稱不守恒 (Parity Violation):
- 李政道和楊振甯在1956年提出,在弱相互作用(如β衰變)中,宇稱可能不守恒。這一革命性理論很快被吳健雄等人通過钴-60原子核β衰變實驗證實。實驗發現,衰變産生的電子在空間中的分布不是對稱的,違反了空間反演對稱性,即宇稱不守恒(P_i
eq P_f)。這一發現颠覆了人們對自然界基本對稱性的認知,是粒子物理标準模型發展的關鍵裡程碑。
- 因此,奇偶定則(宇稱守恒)僅嚴格適用于強相互作用和電磁相互作用。在弱相互作用中,宇稱是最大程度破壞的。
“奇偶定則”指在強相互作用和電磁相互作用下物理系統總宇稱守恒的規律(P_i = P_f),它源于空間反演對稱性,并作為重要的選擇定則約束着允許發生的物理過程(如輻射躍遷、粒子衰變)。然而,在弱相互作用中,宇稱守恒被破壞(宇稱不守恒),這是現代物理學的一項基本發現。
權威參考來源:
- 中國科學院物理研究所 - 《物理學名詞》及相關科普釋義 (提供核心概念定義) [可搜索其官網術語庫]
- APS Physics - Parity (提供宇稱定義、守恒及不守恒的物理背景) [https://www.aps.org/publications/apsnews/200712/physicshistory.cfm (示例鍊接,實際需替換為APS相關詞條頁)]
- Particle Data Group (PDG) - Reviews, Tables, Plots (粒子物理标準參考,包含宇稱在粒子衰變中的應用) [https://pdg.lbl.gov/]
網絡擴展解釋
“奇偶定則”通常指物理學中與奇偶性(宇稱)相關的守恒或選擇規則,尤其在原子核物理、量子力學及粒子物理中應用廣泛。以下是核心解釋:
1.宇稱(奇偶性)的基本概念
- 定義:宇稱描述物理系統在空間反演變換(即坐标 (mathbf{r} to -mathbf{r}))下的對稱性。若系統波函數滿足 (psi(-mathbf{r}) = psi(mathbf{r})),則為偶宇稱(+1);若 (psi(-mathbf{r}) = -psi(mathbf{r})),則為奇宇稱(-1)。
- 守恒性:在強相互作用和電磁相互作用中,宇稱通常守恒;但在弱相互作用中,宇稱不守恒(1956年由李政道、楊振甯提出,吳健雄通過實驗證實)。
2.β衰變中的奇偶定則
在原子核的β衰變(弱相互作用)中,奇偶定則體現為對自旋變化(ΔI)和宇稱變化(Δπ)的限制:
- 費米躍遷:允許ΔI=0,宇稱不變(Δπ=0),對應原子核的質子與中子保持相同軌道角動量。
- 伽莫夫-泰勒躍遷:允許ΔI=0, ±1(禁止0→0),宇稱同樣不變(Δπ=0),但涉及自旋方向變化。
- 宇稱不守恒的發現:實驗觀測到β衰變中宇稱不守恒(如钴-60衰變),推翻了過去認為所有相互作用均遵守宇稱守恒的假設。
3.其他領域的奇偶規則
- 數學中的奇偶函數:偶函數滿足 (f(-x) = f(x)),奇函數滿足 (f(-x) = -f(x)),影響積分結果(如奇函數在對稱區間積分為零)。
- 計算機中的奇偶校驗:通過添加奇偶校驗位檢測數據傳輸錯誤,确保數據中“1”的個數為奇數或偶數。
奇偶定則的核心是對稱性分析,不同領域側重點不同:
- 物理學中,它約束粒子相互作用的形式;
- 數學中,描述函數的對稱性質;
- 計算機中,用于錯誤檢測。
若需更深入的物理公式或實驗細節,可進一步說明方向。
分類
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