位能面英文解釋翻譯、位能面的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 potential energy surface

分詞翻譯：

位能的英語翻譯：

【化】 potential energy
【醫】 potential energy

面的英語翻譯：

face; surface; cover; directly; range; scale; side
【醫】 face; facies; facio-; prosopo-; surface

專業解析

位能面（Potential Energy Surface，簡稱PES）是物理化學和量子力學中的核心概念，用于描述分子或原子系統中勢能隨原子核位置變化的幾何關系。在漢英詞典中，“位能面”對應英文術語為“Potential Energy Surface”，其定義可追溯至量子力學理論框架下對分子能量分布的數學建模。

定義與理論基礎

位能面通過多維坐标系（如原子間距離、鍵角）呈現系統能量狀态，其數學表達式通常基于薛定谔方程的近似解。根據《量子化學基礎》（Foundations of Quantum Chemistry），哈密頓量（Hamiltonian）的勢能項決定了系統在不同構型下的能量分布，公式可表示為：

hat{H} = hat{T}_n + hat{T}e + V{ee} + V{en} + V{nn}

其中，$hat{T}_n$和$hat{T}e$分别代表原子核與電子的動能，$V{ee}$、$V{en}$、$V{nn}$為電子間、電子-核及核間相互作用勢能。

應用領域

化學反應動力學：位能面可預測反應路徑和過渡态，例如《化學評論》（Chemical Reviews）指出，其用于分析酶催化反應的能量勢壘。
分子設計與材料科學：通過計算位能面最低點（勢能阱），可優化分子穩定構型，如《分子模拟原理》（Principles of Molecular Simulation）中提及的蛋白質折疊研究。

權威參考文獻

《牛津物理化學詞典》（Oxford Dictionary of Physical Chemistry）對位能面定義為“多原子系統中勢能的幾何表征”。
《量子化學與分子模拟導論》（Introduction to Quantum Chemistry and Molecular Modeling）強調Born-Oppenheimer近似在簡化位能面計算中的作用。
實驗驗證方面，《分子光譜學與動力學》（Molecular Spectroscopy and Dynamics）提出結合光譜數據拟合位能面的方法。

網絡擴展解釋

位能面是描述分子或原子在化學反應或表面運動過程中勢能變化的曲面圖像，其核心概念和特點如下：

1.定義與物理意義

位能面是一個多變量函數，通過勢能曲面直觀反映反應體系中各原子相對位置變化時的能量分布。例如，在雙分子反應A+BC→AB+C中，位能面（( EP )）取決于原子間距離（如(gamma{AB})、(gamma_{BC})）和碰撞角度（如θ），可通過三維圖像表示。

2.數學表達與特征

對于雙原子反應，位能面可簡化為僅依賴兩個原子間距的函數：
$$
EP = f(gamma{AB}, gamma_{BC}) quad (text{當θ固定時})
$$
反應物會沿位能面的“最低能量路徑”運動，最終形成産物，這一路徑稱為反應坐标。

3.計算方法

位能面通常通過量子力學近似或經驗方法（如LEPS法）計算。例如，臭氧（( O_3 )）的位能面研究采用了LEPS法的能量公式，而核物理中則結合了相對論與非相對論理論模型。

4.應用領域

化學反應機制：預測反應路徑、過渡态及産物分布，對大氣化學、工業催化等有重要意義。
核物理：研究原子核形變和能級結構時，位能面幫助理解核的穩定性與衰變模式。

補充說明

位能面的形狀直接決定反應動力學行為。例如，勢阱對應穩定狀态（如反應物或産物），而勢壘高度影響反應速率。通過分析位能面，可優化實驗條件或設計新材料。