能量均分定理英文解釋翻譯、能量均分定理的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 equipartition theorem

分詞翻譯：

能量的英語翻譯：

energy
【化】 energy
【醫】 capacity
【經】 capacity; energy

均分的英語翻譯：

average; divide equally; share
【醫】 divide; equipartition
【經】 go shares; split

定理的英語翻譯：

theorem
【化】 theorem
【醫】 theorem

專業解析

能量均分定理（Energy Equipartition Theorem）是經典統計力學中的核心原理之一，用于描述處于熱平衡狀态下的系統能量分布規律。以下從漢英詞典角度進行詳細解釋：

一、術語定義

中文全稱：能量均分定理
英文全稱：Energy Equipartition Theorem
核心概念：在溫度為 (T) 的熱平衡系統中，每個獨立自由度所分配的平均動能為 (frac{1}{2} k_B T)，其中 (k_B) 為玻爾茲曼常數。

二、原理詳解

自由度劃分
系統的自由度指獨立描述其運動狀态的變量數。例如：
- 單原子分子：3個平動自由度（x, y, z方向）
- 雙原子分子：3個平動 + 2個轉動 + 1個振動（簡諧近似）自由度。
能量分配規則
每個二次方項的自由度（如動能 (frac{1}{2}mv_x) 或勢能 (frac{1}{2}kx)）均分 (frac{1}{2} k_B T) 的能量。

公式表達：

$$ langle E rangle = frac{1}{2} f k_B T $$

其中 (f) 為二次方自由度數。

三、應用與局限性

經典理想氣體：
單原子分子摩爾熱容 (C_V = frac{3}{2} R)（平動自由度貢獻）。

局限性：
在低溫或高量子效應系統中失效（如固體低溫熱容不符合該定理）。

四、權威參考來源

《費曼物理學講義》（The Feynman Lectures on Physics）
第1卷第40章系統闡述經典統計力學中的能量均分原理及實例演算。

朗道《統計物理學》（Landau & Lifshitz, Statistical Physics）
第1章嚴格推導能量均分定理的數學基礎及其適用範圍。

牛津物理學詞典（Oxford Dictionary of Physics）
定義強調“equipartition”即能量在自由度間的均等分配特性。

注：引用來源基于經典物理學教材，實際鍊接因平台限制未展示，讀者可通過權威出版社官網或學術數據庫檢索書名獲取完整内容。

網絡擴展解釋

能量均分定理是經典統計力學中的核心原理，用于描述熱平衡狀态下系統能量的分布規律。以下是其核心要點：

1.基本定義

能量均分定理指出，處于熱平衡狀态的系統，每個獨立自由度所對應的平均能量相等。具體而言，每個自由度的平均能量為$frac{1}{2}kT$，其中$k$為玻爾茲曼常數，$T$為系統溫度。

2.自由度與能量分配

自由度類型：包括平動、轉動和振動自由度。例如：
- 單原子分子：僅有3個平動自由度，總平均能量為$frac{3}{2}kT$。
- 剛性雙原子分子：3個平動 + 2個轉動自由度，總平均能量為$frac{5}{2}kT$。
- 非剛性雙原子分子：還需考慮1個振動自由度（動能和勢能各貢獻$frac{1}{2}kT$），總能量為$frac{7}{2}kT$。

3.數學表達式

若粒子的能量可表示為多個平方項之和（如$epsilon = a_1q_1 + a_2p_2 + cdots$），則每個平方項的平均能量為： $$ langle epsilon_i rangle = frac{1}{2}kT $$ 這一結論基于經典玻爾茲曼分布推導而來。

4.適用條件

經典系統：僅適用于滿足經典力學描述的宏觀系統，微觀量子效應顯著時（如低溫下）不成立。
熱力學平衡：需通過粒子間的無規則碰撞實現能量均分。

5.應用與局限性

應用：預測理想氣體的内能、熱容等。例如，單原子理想氣體的摩爾定容熱容為$frac{3}{2}R$。
局限性：無法解釋低溫下固體熱容的量子行為（如愛因斯坦模型）和氣體振動自由度的“凍結”現象。

能量均分定理通過統計方法揭示了宏觀系統中能量的均勻分配規律，但其有效性依賴于經典假設。實際應用中需結合具體自由度類型及系統是否滿足經典條件進行修正。