單粒子模型英文解釋翻譯、單粒子模型的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 one particle approximation; single particle model

分詞翻譯：

單的英語翻譯：

odd; single
【醫】 azygos; mon-; mono-; uni-

粒的英語翻譯：

grain; granule
【醫】 grain; granula; granulatio; granulation; granulationes; granule; granum

子模型的英語翻譯：

【計】 submodel

專業解析

單粒子模型（Single-Particle Model）是凝聚态物理學和量子力學中的重要理論框架，主要用于描述固體材料中單個粒子（如電子或離子）在周期勢場中的行為。該模型假設粒子間的相互作用可忽略，将其運動簡化為獨立粒子在平均場中的運動，從而簡化多體系統的複雜計算。

核心定義與理論基礎

在漢英對照語境下，單粒子模型對應的英文術語為"Single-Particle Approximation"，其數學表達基于布洛赫定理（Bloch's theorem）。該定理指出，晶體中電子的波函數可表示為平面波與周期函數的乘積： $$ psi_n(mathbf{r}) = e^{imathbf{k}cdotmathbf{r}} u_n(mathbf{r}) $$ 其中$u_n(mathbf{r})$具有晶格周期性，$n$為能帶索引，$mathbf{k}$為波矢。該公式源自諾貝爾物理學獎得主菲利克斯·布洛赫在1928年的開創性研究（來源：Bloch F. Über die Quantenmechanik der Elektronen in Kristallgittern. Zeitschrift für Physik, 1928）。

典型應用領域

能帶結構計算：通過求解單粒子薛定谔方程，預測材料的導電特性（來源：Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid State Physics, 1976）
半導體器件模拟：在MOSFET等器件設計中，用于載流子輸運分析（來源：Sze S.M. Physics of Semiconductor Devices, 1981）
光譜學解釋：解析X射線光電子能譜(XPS)中的電子态密度分布

模型局限性

該模型未包含電子-電子關聯效應，在強關聯材料（如高溫超導體）中適用性受限。後續發展的密度泛函理論(DFT)對其進行了擴展修正（來源：Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas, 1964）。

網絡擴展解釋

“單粒子模型”是物理學中的一個術語，具體含義根據應用領域不同有所差異，主要分為以下兩類解釋：

1.基礎粒子模型

在物質科學中，粒子模型通常指“物質由大量微小粒子構成，粒子不斷做無規則運動且存在間隙”的假說。此處的“單粒子模型”可理解為該理論的簡化表述，強調從單個粒子的行為出發研究物質宏觀性質。例如，分析氣體壓強時，可通過單個分子碰撞容器壁的動量變化推導整體規律。

2.等離子體物理中的單粒子軌道理論

在等離子體物理或受控核聚變研究中，“單粒子模型”特指忽略粒子間相互作用，僅考察單個帶電粒子在電磁場中運動的簡化模型。其核心特點包括：

適用範圍：粒子速度遠低于光速（非相對論性），且電磁場均勻或緩變。
運動方程：通過經典力學方程描述帶電粒子的軌迹。例如，在均勻磁場中，粒子的運動可分解為：
- 垂直磁場方向：勻速圓周運動（回旋運動），回旋頻率為 $omega_c = frac{qB}{m}$；
- 平行磁場方向：勻速直線運動，形成螺旋軌迹。
應用意義：用于解釋等離子體約束問題（如磁約束核聚變裝置中粒子的運動限制）。

補充說明

局限性：該模型忽略了集體效應（如粒子間碰撞、波動等），因此更適用于低密度等離子體或初步分析。
相關概念：磁矩守恒、能量守恒等特性常被用于推導更複雜的等離子體行為。

如需更深入的數學推導或具體應用案例，可參考等離子體物理教材或相關研究文獻。