退化電子氣英文解釋翻譯、退化電子氣的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 degenerate electron gas

分詞翻譯：

退化的英語翻譯：

degenerate; retrogress; degeneration; degradation; deterioration; obsolescence
retrogression
【醫】 catagenesis; catapiasia; cataplasis; Deg.; degeneracy; degenerate
degeneratio; degeneration; degenerescence; degradation; devolution
disvolution; involute; involution; regress; regression; retrogression
revisionary metamorphosis

電子氣的英語翻譯：

【化】 electron gas

專業解析

退化電子氣 (Degenerate Electron Gas) 的漢英詞典釋義與物理内涵解析

在凝聚态物理和量子統計力學中，“退化電子氣”（英文：Degenerate Electron Gas）是一個核心概念，描述了一種特定狀态下的電子系統。其核心含義可拆解如下：

“退化” (Degenerate) 的含義：
- 此處的“退化”并非指生物學的功能衰退，而是源于量子力學中的“簡并”（Degeneracy）概念。
- 在量子語境下，“簡并”指系統處于基态或低激發态時，存在多個不同的量子态具有相同或極其接近的能量。
- 對于電子氣，“退化”特指電子系統處于一種量子效應占據絕對主導地位的狀态。此時，決定電子行為的主要物理規律是泡利不相容原理 (Pauli Exclusion Principle)，而非經典的熱運動動能（溫度效應）。
“電子氣” (Electron Gas) 的含義：
- 指将大量電子視為一個整體系統，并近似看作自由（或近自由）粒子的集合。
- 這些電子被認為是在一個均勻的、靜止的正電荷背景（如離子實）中運動，以維持整個系統的電中性。這種模型稱為自由電子氣模型 (Free Electron Gas Model)，是理解金屬導電性等物理性質的基礎。
“退化電子氣” (Degenerate Electron Gas) 的整體定義：
- 因此，“退化電子氣”指的是一個高密度或極低溫條件下的電子系統。
- 在此狀态下，電子強烈地受到泡利不相容原理的約束（即每個量子态最多隻能容納一個自旋相反的電子對），導緻其行為顯著偏離經典的麥克斯韋-玻爾茲曼統計。
- 電子填充從最低能态開始，逐級向上填充，直到一個稱為費米能級 (Fermi Energy, E_F) 的特定能量。即使溫度接近絕對零度，電子仍然具有很高的動能（稱為費米能），這是量子簡并壓力的直接體現。

關鍵特征與重要性：

費米-狄拉克統計 (Fermi-Dirac Statistics)：退化電子氣嚴格遵循費米-狄拉克分布，與經典氣體遵循的麥克斯韋-玻爾茲曼分布截然不同。
費米能級 (E_F)：是區分被占據态和未被占據态的能量分界線（在絕對零度時）。其數值取決于電子密度。公式可表示為： $$ E_F = frac{hbar}{2m} (3pi n)^{2/3} $$ 其中，$hbar$ 是約化普朗克常數，$m$ 是電子質量，$n$ 是電子數密度。
量子簡并壓力 (Quantum Degeneracy Pressure)：由泡利不相容原理産生的巨大壓力，阻止電子被進一步壓縮。這種壓力與溫度關系不大，是維持白矮星、中子星等緻密天體穩定的關鍵力量。
應用領域：該模型是理解金屬的導電性、熱容、磁性的基礎。它也應用于半導體（描述摻雜載流子）、天體物理（白矮星結構）以及等離子體物理（高密度等離子體）等領域。

與經典電子氣的區别：在高溫或低密度下，電子氣的行為接近經典理想氣體，其能量分布由溫度主導（熱能 >> 費米能）。而在退化狀态下，量子效應（費米能 >> 熱能）起決定性作用，電子的行為具有強烈的量子特性。

權威參考來源：

Griffiths, D. J. (2005). Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.). Pearson Prentice Hall. (Chapter 5 讨論了多粒子系統和費米氣體) [經典量子力學教材]
arXiv e-Print Archive. Condensed Matter Section. (衆多關于強關聯電子系統、費米液體理論等的研究預印本涉及退化電子氣概念) [前沿研究平台] https://arxiv.org/archive/cond-mat
Kittel, C. (2005). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. (Chapter 6 詳細闡述了金屬的自由電子模型和費米氣體) [凝聚态物理标準教材]
American Physical Society (APS) Journals (e.g., Physical Review B, Reviews of Modern Physics). (發表大量關于電子氣理論及其應用的高影響力研究論文) [頂級物理學期刊出版社] https://journals.aps.org/
Institute of Physics (IOP) Publishing (e.g., Journal of Physics: Condensed Matter). (同樣發表凝聚态物理領域的重要研究成果) [知名物理學期刊出版社] https://iopscience.iop.org/journal/0953-8984

網絡擴展解釋

“退化電子氣”是一個涉及物理學領域的術語，需要結合“退化”的引申含義和專業背景來理解：

核心概念
“退化電子氣”中的“退化”并非生物學意義上的功能喪失，而是物理學中“簡并”（degeneracy）的早期譯法，指量子系統中粒子因高密度或低溫導緻量子效應顯著的狀态。這種狀态下，電子遵循費米-狄拉克統計而非經典統計。
物理特性
當電子氣的密度極高或溫度極低時，電子的德布羅意波長與粒子間距相當，量子效應主導行為。此時電子占據不同量子态，形成費米面，表現出不可忽略的簡并壓力（如白矮星中的電子簡并壓）。
應用場景
這一概念常見于：
- 金屬自由電子模型（解釋導電性）
- 天體物理（如緻密星體結構）
- 半導體和低溫物理研究
術語辨析
現代物理文獻中更常用“簡并電子氣”表述，而“退化”易與生物學術語混淆，需注意語境區分。

建議：若需深入理論推導（如托馬斯-費米模型），可參考《固體物理》教材或量子統計力學相關文獻。