标度理論英文解釋翻譯、标度理論的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 scaling theory
分詞翻譯:
标度的英語翻譯:
【化】 scale; setting
【醫】 dial; scale
理論的英語翻譯:
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【醫】 rationale; theory
專業解析
标度理論(Scaling Theory),在物理學(尤其是統計力學和凝聚态物理)及工程學中,指研究物理系統的性質如何隨觀察尺度或系統尺寸變化而變化的規律性理論。其核心在于識别并描述當系統尺度(如長度、時間、能量)發生縮放變換時,物理量(如關聯長度、自由能、臨界指數)遵循的特定數學關系(标度律)。該理論在理解相變、臨界現象、分形幾何、複雜系統等領域至關重要。
核心概念與中英對照解釋:
-
标度與尺度變換 (Scaling and Scale Transformation):
- 指對系統的基本尺度參數(如長度 ( L ))進行放大或縮小(如 ( L rightarrow bL ),其中 ( b ) 為标度因子)的操作。标度理論研究系統在這種變換下物理性質的響應規律。
- 漢英釋義: 标度 (Biāodù) - Scale; Scaling。尺度變換 (Chǐdù Biànhuàn) - Scale Transformation。
-
标度不變性 (Scale Invariance):
- 指系統在特定的尺度變換下,其物理性質(或描述它的方程)保持不變。這是标度理論的核心特征,尤其在臨界點附近表現得最為明顯。此時,系統沒有特征長度尺度,呈現出自相似的分形結構。
- 漢英釋義: 标度不變性 (Biāodù Bùbiànxìng) - Scale Invariance。
-
标度假定與标度律 (Scaling Hypothesis and Scaling Laws):
- 标度假定: 是标度理論的基礎,它假定在臨界點附近,系統的奇異部分自由能(或其他熱力學勢)是相關長度 ( xi ) 的廣義齊次函數。這意味着自由能可以表示為少數幾個縮放變量的函數。
- 标度律: 由标度假定推導出的物理量之間的幂律關系。例如,關聯長度 ( xi ) 在接近臨界溫度 ( T_c ) 時發散,遵循 ( xi propto |T - T_c|^{-
u} ),其中 (
u ) 稱為關聯長度臨界指數。其他臨界指數(如 ( alpha, beta, gamma, delta ))之間也存在由标度理論導出的數學關系(标度關系)。
- 漢英釋義: 标度假定 (Biāodù Jiǎdìng) - Scaling Hypothesis。标度律 (Biāodù Lǜ) - Scaling Law。
-
重整化群理論 (Renormalization Group Theory - RNG):
- 是标度理論的微觀基礎和數學實現框架。由肯尼斯·威爾遜(Kenneth G. Wilson)發展,并因此獲得1982年諾貝爾物理學獎。RNG 通過系統地消去系統的短程自由度(粗粒化)并重新标度,研究哈密頓量參數在标度變換下的流動(重整化群流),從而解釋标度不變性的起源、計算臨界指數并理解普適性。标度理論中的标度假定和标度律可以通過RNG嚴格導出。
- 漢英釋義: 重整化群 (Chóngzhěnghuà Qún) - Renormalization Group。
應用領域:
标度理論廣泛應用于:
- 相變與臨界現象: 解釋鐵磁、超導、超流、液-氣臨界點等二級相變附近的普適行為。
- 分形幾何: 描述具有自相似結構的幾何對象(如海岸線、聚合物、逾滲團簇)的标度性質(如分形維數)。
- 動力系統與湍流: 研究複雜系統中能量或信息在不同尺度上的傳遞規律。
- 材料科學: 分析納米材料、高分子、薄膜等在尺寸變化時的物理性能(如力學、電學性質)。
标度理論揭示了物理系統在尺度變換下展現的普適規律,核心是标度不變性和由此導出的标度律。重整化群理論為其提供了堅實的微觀基礎。該理論是理解自然界中廣泛存在的無特征尺度現象(如臨界現象、分形)的關鍵框架。
參考來源:
- Stanley, H. E. (1971). Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. Oxford University Press. (經典教材,深入講解臨界現象與标度假定) DOI: 10.1093/oso/9780195053166.001.0001
- Feder, J. (1988). Fractals. Plenum Press. (介紹分形幾何及其标度性質) DOI: 10.1007/978-1-4899-2124-6
- Goldenfeld, N. (1992). Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group. Addison-Wesley. (清晰闡述标度理論與重整化群的聯繫) ISBN: 9780201554090 (可查詢WorldCat等圖書館目錄獲取信息)
- Cardy, J. (1996). Scaling and Renormalization in Statistical Physics. Cambridge University Press. (現代視角下的标度與重整化群理論) DOI: 10.1017/CBO9781316036440
網絡擴展解釋
标度理論是物理學中研究臨界現象和相變問題的重要唯象理論,其核心思想是通過标度變換分析系統在臨界點附近的熱力學行為。以下從定義、核心假設、數學表達及應用領域進行解釋:
一、基本定義
标度理論通過分析臨界點附近物理量的幂律行為,建立不同臨界指數之間的關系(标度律)。其核心在于系統在臨界狀态下失去特征長度,相關長度ξ趨于無窮大,導緻熱力學函數的奇異性僅由ξ的奇異性決定。
二、核心假設與數學框架
-
标度假設
臨界點附近,系統的吉布斯函數奇異部分(Gs)可表示為廣義齊次函數(GHF),滿足标度關系:
$$
G_s(lambda^a varepsilon, lambda^b B) = lambda G_s(varepsilon, B)
$$
其中λ為任意标度因子,a、b為臨界指數,ε為溫度參數,B為外場參數。
-
臨界指數關系
通過标度假設可推導出臨界指數間的約束方程,例如:
$$
alpha + 2beta + gamma = 2
$$
這類關系将實驗可測量的指數聯繫起來,驗證理論的普適性。
三、應用領域
- 相變與臨界現象
用于分析鐵磁相變、液氣相變等,解釋熱力學量(如磁化率、比熱)在臨界點附近的發散行為。
- 凝聚态物理擴展
在局域化理論中,标度理論被用于研究無序系統的電導行為,例如通過單參數标度分析電導隨系統尺寸的變化。
- 材料科學
應用于聚合物納米複合材料,研究膠束聚集數、濃度分布等平衡性質的标度規律。
四、一般意義補充
“标度”本身指計量間隔或标準(如刻度),但在理論物理中特指通過尺度變換揭示系統普適性規律的方法。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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