玻耳茲曼關系英文解釋翻譯、玻耳茲曼關系的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Boltzmann relation
分詞翻譯:
耳的英語翻譯:
ear; erbium
【醫】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
茲的英語翻譯:
at present; now; this
曼的英語翻譯:
graceful; prolonged
關系的英語翻譯:
relation; relationship; appertain; bearing; concern; connection; term; tie
【計】 relation
【醫】 rapport; reference; relation; relationship
專業解析
玻耳茲曼關系(Boltzmann relation)是統計力學中的核心公式之一,由奧地利物理學家路德維希·玻耳茲曼(Ludwig Boltzmann)于19世紀提出。該關系建立了宏觀熱力學熵(S)與微觀狀态數(Ω)之間的定量聯繫,揭示了熵的統計本質。其數學表達式為:
$$
S = k ln Omega
$$
其中:
- S 代表系統的熵(Entropy),單位為焦耳每開爾文(J/K),是描述系統無序度的宏觀物理量。
- Ω(Omega)代表系統的微觀狀态數(Number of microstates),即系統在給定宏觀條件下可能處于的所有微觀量子态的數量。
- k 是玻耳茲曼常數(Boltzmann constant),其值為 ( 1.380649 times 10^{-23}text{J/K} ),是連接微觀與宏觀世界的物理常數。
物理意義:
玻耳茲曼關系表明,一個孤立系統的熵與其可能存在的微觀狀态數的自然對數成正比。微觀狀态數 Ω 越大,系統在微觀層面的可能性越多,宏觀上表現為越高的無序度(即熵 S 越大)。該公式從原子分子運動的統計規律出發,為熱力學第二定律(熵增原理)提供了微觀解釋:孤立系統總是自發地向微觀狀态數更多的宏觀狀态演化。
漢英術語對照:
- 玻耳茲曼關系:Boltzmann relation / Boltzmann entropy formula
- 熵:Entropy
- 微觀狀态數:Number of microstates
- 玻耳茲曼常數:Boltzmann constant
- 統計力學:Statistical mechanics
- 熱力學第二定律:Second law of thermodynamics
權威參考來源:
- 玻耳茲曼原始論文:Boltzmann, L. (1877). Über die Beziehung zwischen dem zweiten Hauptsatze der mechanischen Wärmetheorie und der Wahrscheinlichkeitsrechnung(《論熱力學第二定律與概率計算的關系》)。該論文首次提出熵與概率的對數關系。
- 經典教科書:Pathria, R. K., & Beale, P. D. (2011). Statistical Mechanics (3rd ed.). Academic Press. 該書第2章詳細推導了玻耳茲曼關系及其應用。
- 學術百科:Encyclopedia of Physics(Springer)中"Entropy"與"Statistical Mechanics"條目系統闡釋了該公式的曆史背景與物理内涵。
- 專業數據庫:美國物理聯合會(AIP)Scitation平台收錄的多篇統計力學綜述文章均以玻耳茲曼關系為理論基礎。
網絡擴展解釋
玻耳茲曼關系是統計物理學中的核心公式,由奧地利物理學家路德維希·玻耳茲曼(Ludwig Boltzmann)提出,用于連接宏觀熱力學量熵((S))與微觀狀态數((W))。以下是詳細解釋:
1.定義與公式
玻耳茲曼關系的數學表達式為:
$$
S = k ln W
$$
其中:
- (S) 是系統的熵;
- (k) 為玻耳茲曼常數((k approx 1.38 times 10^{-23} , text{J/K}));
- (W) 表示系統的微觀狀态數(即熱力學概率),即系統在宏觀狀态下可能對應的微觀狀态總數。
2.物理意義
- 熵的微觀解釋:該公式表明,熵是系統微觀粒子無序程度的度量。(W) 越大,系統微觀狀态越複雜,熵值越高。
- 熱力學第二定律的統計基礎:熵增原理(孤立系統熵不減)的本質是系統自發向微觀狀态數更大的方向演化,從而解釋了宏觀不可逆性。
3.曆史背景
- 玻耳茲曼在1872年通過統計方法推導出這一關系,奠定了統計力學的基礎。
- 該公式被刻在他的墓碑上,以紀念其對物理學的重大貢獻。
4.應用與影響
- 統計物理研究範式:玻耳茲曼關系開啟了熵與統計結合的物理研究框架,後續被用于分析能量分布、熱輻射等問題。
- 現代物理與工程:在等離子體物理、激光理論中,玻耳茲曼分布律被用于描述粒子數反轉等現象。
玻耳茲曼關系通過微觀視角重新定義了熵,成為宏觀熱力學與微觀統計力學之間的橋梁。它不僅解釋了自然過程的不可逆性,還為量子統計、信息熵等理論奠定了基礎。
分類
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