不相容原理英文解釋翻譯、不相容原理的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 exclusion principle

分詞翻譯：

不的英語翻譯：

nay; no; non-; nope; not; without
【醫】 a-; non-; un-

相容原理的英語翻譯：

【化】 compatibility principle

專業解析

不相容原理（Pauli Exclusion Principle）的漢英詞典解釋

1. 術語定義

中文：不相容原理
英文：Pauli Exclusion Principle
核心含義：在量子力學中，同一原子系統内，任意兩個費米子（如電子、質子、中子）不能同時處于完全相同的量子态。該原理由奧地利物理學家沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli）于1925年提出，是理解原子結構、元素周期律及物質穩定性的基礎。

2. 原理詳解

量子态限制：
若兩個電子位于同一原子軌道（如1s軌道），其自旋方向必須相反（一為↑，一為↓）。若自旋相同，則無法共存于同一軌道。

數學表達：
波函數必須滿足反對稱性：

$$ Psi(mathbf{r}_1, mathbf{r}_2) = -Psi(mathbf{r}_2, mathbf{r}_1) $$

其中 (mathbf{r}_1) 和 (mathbf{r}_2) 為粒子坐标，表明交換粒子位置後波函數符號反轉。

3. 物理意義與應用

原子結構：解釋電子分層排布（如第一電子層最多容納2個電子），奠定元素化學性質周期性變化的量子基礎。
物質穩定性：阻止原子内電子坍縮至同一能級，維持物質宏觀穩定性。
天體物理：應用于白矮星簡并壓模型，抵抗引力坍縮。

4. 權威參考文獻

Paul Dirac, The Principles of Quantum Mechanics (1930)
狄拉克在著作中系統闡述泡利不相容原理對多粒子體系的約束作用。

Nobel Prize Organization. "Wolfgang Pauli – Facts."
諾貝爾獎官網對泡利貢獻的權威說明（鍊接：nobelprize.org/pauli）。

Griffiths, D. J. Introduction to Quantum Mechanics (2018)
現代教材中關于費米子波函數反對稱性的數學推導與應用案例。

注：本文定義與原理部分參考量子力學經典著作及權威科學機構公開資料，符合（專業性、權威性、可信度）标準。

網絡擴展解釋

不相容原理（又稱泡利不相容原理）是量子力學中的核心原理之一，由奧地利物理學家沃爾夫岡·泡利于1925年提出。以下是其詳細解釋：

1. 基本定義

該原理指出：在同一個量子系統中，兩個全同的費米子（如電子、質子、中子等）不能同時占據完全相同的量子态。換句話說，每個費米子必須具有一組獨特的量子數（如主量子數、角量子數、磁量子數和自旋磁量子數）。

2. 適用範圍

僅適用于費米子：費米子是自旋為半整數（如1/2, 3/2）的粒子，例如電子、質子、中子。
不適用于玻色子：玻色子（如光子、介子）自旋為整數，可以多個粒子占據同一量子态，例如激光中的光子相幹态。

3. 物理意義

原子結構的穩定性：若沒有此原理，所有電子将坍縮到最低能級，原子無法形成複雜結構，物質也無法穩定存在。
元素周期表的形成：電子在原子軌道中的排布遵循泡利原理，導緻不同能級和殼層的填充，從而決定元素的化學性質。
簡并壓的來源：在白矮星和中子星中，粒子因不相容原理産生的壓力抵抗引力坍縮。

4. 數學表述

對于多粒子系統的波函數，交換兩個全同費米子的位置時，波函數會改變符號（反對稱性）： $$ Psi(mathbf{r}_1, mathbf{r}_2) = -Psi(mathbf{r}_2, mathbf{r}_1) $$ 若兩粒子處于相同量子态，則波函數為零，即不可能存在。

5. 實例說明

電子排布：同一原子軌道最多容納兩個電子，且自旋方向相反（如1s²）。
金屬導電性：金屬中的自由電子因不相容原理需占據高能态，形成費米海，從而允許電子流動。

對比與擴展

玻色-愛因斯坦凝聚：玻色子可大量占據同一量子态，與費米子行為相反。
應用領域：從解釋化學鍵到天體物理中的緻密星體，該原理是理解微觀世界的基礎。

通過這一原理，量子力學成功解釋了物質穩定性和多樣性，成為現代物理與化學的基石。