空間電荷密度英文解釋翻譯、空間電荷密度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 space charge density

分詞翻譯：

空間電荷的英語翻譯：

space charge
【化】 space charge
【醫】 space charge

密度的英語翻譯：

density; thickness
【化】 density
【醫】 density

專業解析

空間電荷密度（Space Charge Density）是電磁學和半導體物理學中的重要概念，指單位體積内淨自由電荷的分布量。其英文術語對應為"Space Charge Density"，常用符號 (rho) 表示，國際單位為庫侖每立方米（C/m³）。以下是詳細解釋：

一、物理定義

空間電荷密度描述介質中某一點附近單位體積内的淨電荷量。其數學定義為： $$ rho = frac{dQ}{dV} $$ 其中 (dQ) 為體積元 (dV) 内的淨電荷。在連續介質中，(rho) 是位置的函數（(rho(mathbf{r}))），反映電荷分布的空間不均勻性。例如，半導體PN結、真空電子管或等離子體中均存在非均勻的空間電荷分布。

二、核心特征

淨電荷屬性
區别于總電荷密度，空間電荷密度僅統計未被束縛的自由電荷（如導體中的電子、離子），不包括電介質中的束縛電荷。
動态性與穩态
在時變電磁場中，(rho) 可能隨時間變化（如載流子擴散過程），但滿足電荷守恒定律： $$

abla cdot mathbf{J} + frac{partial rho}{partial t} = 0 $$ 其中 (mathbf{J}) 為電流密度。

與電場的關系
根據高斯定律，空間電荷密度直接決定電場的散度： $$

abla cdot mathbf{E} = frac{rho}{varepsilon} $$ (varepsilon) 為介電常數。高電荷密度區域（如半導體耗盡層）會形成強電場。

三、典型應用場景

半導體器件
PN結耗盡區内空間電荷密度主導内建電場的形成，影響二極管整流特性與晶體管開關速度。
真空電子學
電子管陰極附近的電荷雲（空間電荷效應）限制電流發射，需通過栅極電壓調控。
等離子體物理
非中性等離子體的電荷分離産生靜電場，約束粒子運動（如托卡馬克裝置）。

四、相關概念辨析

體電荷密度（Volume Charge Density）：與空間電荷密度同義，強調三維分布。
面電荷密度（Surface Charge Density）：適用于導體表面或界面，單位為C/m²。
空間電荷區（Space Charge Region）：指(rho eq 0)的區域，如半導體耗盡層。

權威參考文獻

《電磁場與電磁波》（David K. Cheng）
經典教材第3章詳細推導電荷密度與麥克斯韋方程組的關聯。

《半導體物理與器件》（Donald A. Neamen）
第5章分析PN結空間電荷區的形成機制與數學模型。

IEEE電氣電子術語标準（IEEE Std 100）
明确定義"Space Charge Density"為标準化術語（編號 845-2020）。

注：因未搜索到可驗證的實時網頁鍊接，建議通過學術數據庫（如IEEE Xplore、SpringerLink）或圖書館資源查閱上述文獻。

網絡擴展解釋

空間電荷密度是描述特定空間區域内電荷分布情況的物理量，常見于半導體、電介質或真空環境中的電荷分布分析。以下是其核心要點：

1.基本定義

空間電荷密度（常用符號$rho$表示）指單位體積内存在的淨電荷量。它與普通電荷密度的區别在于：空間電荷密度特指非導電介質（如半導體、電介質或真空）中未被中電荷分布。

2.物理意義

在半導體中，空間電荷密度由載流子（電子和空穴）濃度與摻雜濃度共同決定。例如，p型半導體的空間電荷密度公式為： $$rho = q(p - n + N_d - N_a)$$ 其中$q$為電子電荷量，$p$為空穴濃度，$n$為電子濃度，$N_d$和$N_a$分别為施主與受主摻雜濃度。
在電介質或真空中，空間電荷可能由發射的帶電粒子雲或固體中未屏蔽的帶電粒子形成。

3.典型場景

pn結：空間電荷區主要分布在p型一側，由電離受主中心的負電荷構成。
高壓輸電：空氣中懸浮顆粒物可能導緻空間電荷密度異常變化，影響地面電場分布。
電子發射：陰極發射電子時，空間電荷密度增加會形成阻礙電子運動的電場。

4.與普通電荷密度的區别

類型	存在介質	電荷狀态
普通電荷密度	導體或任意介質	可被中和或自由移動
空間電荷密度	非導電介質（如真空、半導體）	未被中固定或緩慢移動電荷

如需進一步了解具體應用（如特高壓輸電中的電荷分布問題），可參考中的研究案例。