電子比熱英文解釋翻譯、電子比熱的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 electronic specific heat

分詞翻譯：

電子的英語翻譯：

electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron

比熱的英語翻譯：

specific heat
【醫】 specific heat

專業解析

電子比熱（Electronic Specific Heat）是固體物理學的核心概念，指金屬中自由電子對材料總熱容的貢獻。其物理機制源于費米-狄拉克統計：在絕對零度附近，隻有費米面附近的電子能吸收熱能參與熱激發，導緻電子比熱與溫度呈線性關系（$C_e = gamma T$），與經典理論的常數預測截然不同。這一現象由索末菲于1928年基于量子理論首次闡明。

理論模型與公式

電子比熱的量化表達為：

C_e = frac{pi k_B}{3} N(E_F) T

其中：

$k_B$ 為玻爾茲曼常數
$N(E_F)$ 是費米能級處的電子态密度
$gamma = frac{pi k_B N(E_F)}{3}$ 稱為索末菲系數（Sommerfeld coefficient），是表征電子關聯強度的關鍵參數。

實驗意義與應用

材料表征：通過測量$gamma$值可推斷電子有效質量與費米面拓撲結構。例如，重費米子材料中$gamma$異常增大，暗示強電子關聯效應。
超導研究：低溫電子比熱躍變（$C_e$在$T_c$處的突變）是驗證BCS超導理論的重要證據，躍變幅度直接關聯超導能隙大小。
量子相變探測：在量子臨界點附近，$gamma$的發散行為可揭示非費米液體行為，為研究高溫超導機制提供線索。

權威參考文獻

Ashcroft, N. W., & Mermin, N. D. (1976). Solid State Physics. Cengage Learning. （第2章）
Kittel, C. (2005). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. （第6章）
Stewart, G. R. (2017). Heavy-fermion systems. Reviews of Modern Physics, 89(1), 011004.
Tinkham, M. (2004). Introduction to Superconductivity (2nd ed.). Dover Publications. （第3章）

網絡擴展解釋

電子比熱是描述材料中電子系統熱學性質的重要參數，其定義和意義可從以下方面解釋：

1. 比熱的基礎概念比熱（specific heat）指單位質量物質升高1℃所需的熱量，反映物質的吸熱/放熱能力。例如水的比熱為4.18 J/(g·°C)，常用于調節溫度。

2. 電子比熱的物理定義特指材料中自由電子的溫度響應能力，即單位體積或單位質量的電子系統升高1K所需的熱量。其理論公式為： $$ C_e = gamma T + alpha T $$ 其中$gamma$為電子比熱系數，$T$為溫度，$alpha$與晶格振動有關。

3. 低溫測量的意義在極低溫（接近絕對零度）下，晶格振動貢獻（$T$項）可忽略，此時電子比熱占主導。通過測量$C_e propto T$的線性關系，可直接獲得材料的電子态密度和費米面能帶結構信息。

4. 研究價值電子比熱系數$gamma$與電子有效質量直接相關，可用于分析超導體、重費米子體系等量子材料的電子關聯效應。例如銅氧化物超導體中$gamma$異常增大，暗示強電子相互作用。

測量方法：通常采用絕熱量熱法，将樣品冷卻至mK級低溫，通過精确控溫測量熱容隨溫度的變化曲線，再分離電子貢獻。