洛倫茲線型英文解釋翻譯、洛倫茲線型的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Lorentzian curve
分詞翻譯:
倫的英語翻譯:
human relations; logic; match; order; peer
茲的英語翻譯:
at present; now; this
線的英語翻譯:
clue; line; string; stringy; thread; tie; verge; wire
【醫】 line; line Of occlusion; linea; lineae; lineae poplitea; mito-; nemato-
soleal line; strand; thread
【經】 line
型的英語翻譯:
model; mould; type
【醫】 form; habit; habitus; pattern; series; Ty.; type
【經】 type
專業解析
洛倫茲線型(Lorentzian lineshape),在光譜學和物理學中,是指一種描述共振現象(如原子或分子能級躍遷、阻尼諧振子)的光譜線強度或概率密度隨頻率(或能量)分布的特征形狀。其名稱來源于荷蘭物理學家亨德裡克·洛倫茲(Hendrik Lorentz),他首次在解釋塞曼效應和輻射阻尼理論時推導出這種函數形式。
核心定義與特征:
洛倫茲線型函數在數學上表示為:
$$
L(omega) = frac{1}{pi} frac{gamma/2}{(omega - omega_0) + (gamma/2)}
$$
其中:
- $omega$ 是頻率變量(例如入射光頻率)。
- $omega_0$ 是中心頻率(共振頻率)。
- $gamma$ 是半高全寬(Full Width at Half Maximum, FWHM),代表譜線寬度,與共振态的壽命或阻尼系數直接相關($gamma = 1/tau$,$tau$ 為壽命)。
該函數具有以下關鍵特征:
- 對稱性: 關于中心頻率 $omega_0$ 完全對稱。
- 最大值: 在 $omega = omega_0$ 處取得最大值 $L(omega_0) = frac{2}{pigamma}$。
- 線寬: 函數值下降到最大值一半時對應的頻率間隔即為半高全寬 $gamma$。
- 漸進行為: 當頻率遠離中心頻率時($|omega - omega_0| gg gamma$),強度隨頻率的平方衰減($L(omega) propto 1/(omega - omega_0)$),比高斯線型衰減得更慢,意味着洛倫茲線型具有更顯著的“翅膀”。
物理意義:
洛倫茲線型主要源于量子态的有限壽命或經典振子的阻尼:
- 有限壽命增寬: 在量子力學框架下,激發态能級具有有限的壽命 $tau$(例如,由于自發輻射)。根據能量-時間不确定關系 $Delta E cdot tau approx hbar$,能級存在自然寬度 $Delta E = hbar / tau$(或 $Delta omega = gamma = 1/tau$)。這種由本征壽命決定的增寬機制産生的譜線形狀就是洛倫茲線型。它代表了在沒有其他幹擾因素(如碰撞、多普勒效應)的理想情況下的譜線形狀,因此也稱為“自然線型”或“均勻增寬線型”。
- 阻尼諧振子模型: 在經典電動力學中,洛倫茲将原子視為受阻尼力作用的諧振子。當受到電磁波照射時,振子的受迫振動振幅在共振頻率附近呈現洛倫茲線型分布,吸收或發射的光強正比于振幅的平方。
應用場景:
洛倫茲線型廣泛應用于描述多種物理和化學過程中的光譜特征:
- 原子光譜: 孤立原子發射或吸收譜線的自然線型。
- 核磁共振(NMR)與電子順磁共振(EPR): 描述共振吸收峰的形狀。
- 穆斯堡爾譜學: 表征核伽馬射線的共振吸收線。
- 激光物理: 描述均勻增寬介質(如某些固體激光器)的增益譜線。
- 光學材料: 分析介電函數、折射率虛部(吸收)在共振頻率附近的行為。
漢英術語對照:
- 洛倫茲線型 (Luò lún zī xiàn xíng): Lorentzian lineshape / Lorentzian line profile / Lorentzian line shape
- 半高全寬 (Bàn gāo quán kuān): Full Width at Half Maximum (FWHM)
- 中心頻率 (Zhōngxīn pínlǜ): Center frequency / Resonance frequency ($omega_0$)
- 阻尼系數 (Zǔní xìshù): Damping coefficient ($gamma$)
- 均勻增寬 (Jūnyún zēngkuān): Homogeneous broadening
- 自然線寬 (Zìrán xiàn kuān): Natural linewidth
權威參考來源:
關于洛倫茲線型的詳細數學推導、物理背景和應用實例,可參考以下類型的權威資源:
- 經典光學與光譜學教材: 如 Max Born 和 Emil Wolf 所著的 Principles of Optics (《光學原理》) 在讨論光與物質相互作用的經典模型時會涉及洛倫茲振子模型。Grant R. Fowles 的 Introduction to Modern Optics (《現代光學導論》) 也有清晰闡述。
- 量子力學教材: 如 Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë 所著的 Quantum Mechanics (《量子力學》) 在讨論輻射與原子相互作用、能級壽命和自然線寬時會給出洛倫茲線型的量子力學推導。
- 專業詞典與标準: 《物理學名詞》 (全國科學技術名詞審定委員會) 收錄了“洛倫茲線型”、“半高全寬”等标準譯名。國際純粹與應用物理學聯合會(IUPAP)的推薦術語中也包含 Lorentzian lineshape。
- 學術機構與數據庫: 美國國家标準與技術研究院(NIST)的原子光譜數據庫(ASD)等專業數據庫在提供譜線參數時,會明确标注譜線線型(如洛倫茲型、高斯型或伏格特型)。相關理論背景可在 NIST 的物理測量實驗室(PML)或化學與物理參考數據期刊(J. Phys. Chem. Ref. Data)中找到。
- 綜述文獻: 在 Reviews of Modern Physics 或 Physics Reports 等頂級綜述期刊上關于光譜學、激光物理或共振現象的綜述文章中,常包含對洛倫茲線型及其物理起源的深入讨論。
網絡擴展解釋
洛倫茲線型(Lorentzian line shape)是物理學和光譜學中用于描述光譜線或共振峰形狀的數學模型,主要與粒子碰撞、自然展寬等現象相關。以下是詳細解釋:
-
定義與數學形式
洛倫茲線型的函數表達式為:
$$
L(x) = frac{1}{pi} cdot frac{gamma}{(x - x_0) + gamma}
$$
其中,$x_0$ 是中心頻率或位置,$gamma$ 是半峰全寬(FWHM),反映譜線展寬程度。它屬于柯西分布的一種形式,常表現為峰形較寬、尾部衰減較慢的特征。
-
物理來源
在光譜學中,洛倫茲線型通常由以下原因引起:
- 自然展寬:量子系統的有限壽命導緻能級不确定性。
- 碰撞展寬:粒子間的碰撞縮短激發态壽命,例如高層大氣中原子氧與周圍粒子的碰撞。
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與高斯線型的對比
- 洛倫茲線型:適用于展寬較大、峰形較扁平的曲線,如碰撞主導的譜線。
- 高斯線型:由多普勒效應引起,峰形較高且窄,如原子熱運動導緻的頻率漂移。
- Voigt線型:實際光譜中常結合兩者,通過卷積得到更精确的拟合。
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應用領域
主要用于分析原子光譜、核磁共振(NMR)、激光物理等場景,幫助量化能量分布或粒子相互作用強度。
總結來說,洛倫茲線型是描述自然或碰撞展寬現象的核心工具,與高斯線型形成互補,共同應用于複雜光譜分析。需注意其與經濟學中“洛倫茲曲線”完全無關,後者用于收入分配研究。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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