内禀能壘英文解釋翻譯、内禀能壘的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 intrinsic barrier
分詞翻譯:
内的英語翻譯:
inner; inside; within
【醫】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
能的英語翻譯:
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【醫】 energy
壘的英語翻譯:
base; rampart
【醫】 barrier; rampart
專業解析
内禀能壘 (nèi bǐng néng lěi) 是一個物理學和材料科學領域的專業術語,其英文對應術語為Intrinsic Energy Barrier。
其詳細含義可從以下幾個方面理解:
-
核心定義:
- 指物質或系統内部固有的、本質的能量障礙。這種能壘的存在源于物質本身的原子結構、電子構型、化學鍵特性或内在的物理相互作用(如交換相互作用、磁各向異性等),而非由外部因素(如雜質、缺陷、應力或外加場)引起。
- 它代表了系統從一個穩定狀态(或基态)自發轉變到另一個可能狀态所需克服的最小能量阈值。這個轉變過程通常涉及原子或電子在勢能面上的跨越。
-
物理本質:
- 勢壘模型: 在勢能圖中,内禀能壘表現為連接兩個能量極小值(代表不同的穩定狀态,如不同的磁矩取向、晶體結構相或化學反應路徑)之間的鞍點高度。系統必須獲得足夠的能量(例如熱能)才能越過這個鞍點,完成狀态轉變。
- 與熱激活的關系: 克服内禀能壘的過程通常是熱激活的。根據阿倫尼烏斯公式,轉變速率常數 k 與溫度 T 和能壘高度 E_a 的關系為:
$$
k = A expleft(-frac{E_a}{k_B T}right)
$$
其中 E_a 在理想情況下(無外部擾動)就代表了内禀能壘的高度,A 是指前因子,k_B 是玻爾茲曼常數。
- 固有屬性: 它是材料或系統的一種本征屬性。例如,在磁性材料中,磁晶各向異性能就構成了磁矩翻轉的内禀能壘;在某些化學反應中,特定化學鍵的斷裂能可以視為反應路徑上的内禀能壘。
-
典型應用場景:
- 磁學與自旋電子學: 這是該術語最常出現的領域之一。磁性材料的磁各向異性能壘(Magnetic Anisotropy Energy Barrier)是典型的内禀能壘。它決定了磁矩保持其穩定方向所需的能量,直接影響材料的矯頑力和熱穩定性。例如,在永磁材料或磁存儲介質中,足夠高的内禀能壘是保證信息穩定存儲(抵抗熱擾動)的關鍵。
- 相變: 物質在固-固相變(如馬氏體相變)或某些有序-無序相變中,原子跨越晶格位置重組所需克服的能量障礙可能包含内禀部分。
- 化學反應動力學: 在理想化的均相反應或酶促反應中,不考慮溶劑或催化劑等外部效應時,反應路徑上的最大能壘有時也被稱為内禀能壘(盡管更常用“本征能壘”或直接稱活化能)。
與相關概念的區别:
- 活化能 (Activation Energy): 活化能是一個更廣泛的概念,指發生某種過程(如化學反應、擴散、磁矩翻轉)所需克服的總能量障礙。這個障礙可能包含内禀能壘,但也可能包含由缺陷、雜質或外部場引起的額外貢獻。内禀能壘特指其中固有的、本征的部分。
- 外禀能壘 (Extrinsic Energy Barrier): 這是與内禀能壘相對的概念,指由外部因素(如晶界、位錯、雜質釘紮、表面效應或施加的應力/電場/磁場)引入的能量障礙。實際系統中觀測到的總能壘往往是内禀能壘和外禀能壘共同作用的結果。
權威參考來源:
- 《凝聚态物理學》經典教材: 如 Charles Kittel 所著的 Introduction to Solid State Physics 或 Ashcroft & Mermin 的 Solid State Physics,在讨論磁學、相變或擴散章節時會深入闡述相關能量壁壘的概念。這些教材是理解内禀物理屬性的基石。
- 磁學專著: 例如 S. Chikazumi 的 Physics of Magnetism 或 R. C. O’Handley 的 Modern Magnetic Materials: Principles and Applications,詳細讨論了磁各向異性能作為内禀能壘在磁疇翻轉和磁滞行為中的作用。
- 專業期刊文獻: 在 Physical Review B, Journal of Applied Physics, Advanced Materials 等期刊上發表的關于磁性材料、相變材料或納米結構的研究論文中,當需要區分材料本征屬性與外部效應時,會明确使用“intrinsic energy barrier”這一術語。
“内禀能壘”指物質系統内部固有的、由其基本結構和相互作用決定的能量障礙,是系統自發改變其狀态(如磁矩方向、晶體結構、化學鍵狀态)所需克服的最小本征能量阈值。它是區分材料本征性能的關鍵參數,尤其在磁性材料和相變研究中至關重要。理解該概念需結合勢壘模型和熱激活理論,并注意與更寬泛的“活化能”及由外部因素導緻的“外禀能壘”相區分。
網絡擴展解釋
内禀能壘(Intrinsic Barrier)是化學動力學領域的一個術語,主要用于描述化學反應的固有能量障礙。以下是詳細解釋:
1.基本定義
内禀能壘指化學反應中,反應物必須克服的最低能量障礙,才能轉化為産物。這一能量障礙是反應體系本身的特性,與外部條件(如催化劑、溫度等)無關。其核心概念源自過渡态理論,即反應必須經過一個高能量的過渡态才能完成。
2.關鍵特征
- 固有性:由反應物和過渡态的本質屬性決定,例如分子結構、鍵能等。
- 能量障礙:能壘高度直接影響反應速率。能壘越高,反應越難發生;反之則更易進行。
- 與“表觀能壘”區别:表觀能壘可能受外部因素(如催化劑)影響,而内禀能壘是理論上的理想值。
3.實際應用
在催化反應或酶促反應中,研究内禀能壘有助于設計更高效的催化劑,通過降低能壘提高反應速率。例如,酶通過穩定過渡态降低内禀能壘,使生物反應在常溫下快速進行。
4.補充說明
- 術語“内禀”(Intrinsic)強調其内在屬性,類似物理學中的“内禀角動量”等概念,表示不依賴外部條件的本質特征。
- 在量子化學中,内禀能壘可通過計算反應物與過渡态之間的能量差來量化。
内禀能壘是化學反應動力學的核心參數之一,反映了反應本身的能量障礙特性。理解這一概念對化學合成、材料科學及生物化學研究具有重要意義。
分類
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