方阱勢英文解釋翻譯、方阱勢的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 square-well potential

分詞翻譯：

方的英語翻譯：

direction; power; side; square

阱的英語翻譯：

trap

勢的英語翻譯：

circumstances; force; influence; potential; power; puissance; sign; situation
【醫】 force

專業解析

方阱勢（Square Well Potential）是量子力學和統計物理中一種重要的理想化勢能模型，用于簡化分析粒子在受限空間内的行為。其名稱來源于勢能函數在空間特定區域内呈“方形”凹陷（阱狀）的特征。以下從漢英詞典角度對其詳細解釋：

一、基本定義

中文術語：方阱勢
英文對應：Square Well Potential
核心描述：
指勢能函數在某一空間範圍内為恒定負值（阱深），而在該範圍外躍變為零或恒定正值（阱壁），形成類似“方井”的勢能分布。根據維度可分為一維、二維或三維方阱勢，其中一維無限深方阱勢是最基礎的模型。

二、關鍵特征與物理意義

幾何形态
勢能函數在邊界處發生突變，數學表達為分段常數函數。例如一維無限深方阱勢：

$$ V(x) = begin{cases} 0 & text{若 } 0 < x < L infty & text{若 } x leq 0 text{ 或 } x geq L end{cases} $$ 粒子被完全束縛在 $[0, L]$ 區間内。
量子化現象
在量子力學中，束縛于方阱内的粒子能量取離散值。以一維無限深阱為例，能量本征值為：

$$ E_n = frac{n pi hbar}{2m L}, quad n=1,2,3,ldots $$ 其中 $n$ 為量子數，體現能量不連續性。
波函數特性
波函數在阱内呈駐波形式（如正弦/餘弦函數），阱外衰減為零。例如一維無限深阱中：

$$ psi_n(x) = sqrt{frac{2}{L}} sinleft(frac{npi x}{L}right) $$

三、應用場景

量子力學教學：用于演示薛定谔方程求解、量子化、隧穿效應等核心概念。
核物理模型：模拟核力短程吸引作用（如方阱勢用于中子-質子散射計算）。
半導體物理：近似描述量子點、超晶格中的電子約束行為。
統計力學：研究氣體分子在理想容器中的行為（如無限深勢阱對應理想剛壁約束）。

四、延伸概念

有限深方阱勢（Finite Square Well）：勢壘高度有限，允許粒子存在隧穿概率，更接近實際物理系統（如量子阱激光器）。
方勢壘（Square Barrier）：勢能突升的模型，用于分析散射問題與量子隧穿（如掃描隧道顯微鏡原理）。

權威參考來源

《量子力學導論》（Introduction to Quantum Mechanics） - David J. Griffiths
詳細讨論一維無限/有限方阱勢的解析解及物理意義（第2章）。

《現代量子力學》（Modern Quantum Mechanics） - J.J. Sakurai
涵蓋方阱勢在散射理論中的應用（第3章）。

《物理學名詞》（全國科學技術名詞審定委員會）
規範中英文術語對照（第三版，2019年）。

美國物理聯合會（AIP）Scitation平台
收錄方阱勢在納米結構能帶計算中的研究論文（例如 DOI:10.1063/1.1499754）。

以上内容綜合量子力學經典教材及學術出版物，确保術語準确性與物理概念嚴謹性。

網絡擴展解釋

方阱勢是物理學和化學中用于描述分子或粒子間相互作用的一種簡化勢能模型。以下是其詳細解釋：

1.基本定義

方阱勢（Square-Well Potential）由硬球排斥作用和有限深度的吸引勢阱組成。其特點是在特定距離範圍内存在不連續的勢能變化：

硬球排斥區（$r < σ$）：勢能為無限大，表示粒子無法進一步靠近（剛性碰撞）。
吸引勢阱區（$σ ≤ r ≤ R$）：勢能為負值（$-E_0$），表示存在吸引力。
無作用區（$r > R$）：勢能為零，粒子間無相互作用。

2.數學表達式

方阱勢的勢能函數可表示為分段函數： $$ V(r) = begin{cases} +infty & (r < σ) -E_0 & (σ ≤ r ≤ R) 0 & (r > R) end{cases} $$ 其中，$σ$為硬球直徑，$R$為勢阱外徑，$E_0$為勢阱深度。

3.物理意義

簡化計算：通過不連續的分段形式，便于理論分析和計算機模拟（如非連續分子動力學DMD）。
描述弱吸引力：常用于模拟範德華力等短程吸引力，適用于氣體和簡單液體模型。

4.應用領域

核物理：在費米氣體模型中近似描述核子間相互作用。
物理化學：用于微擾理論研究分子間作用力。
計算機模拟：作為非連續勢函數，提升分子動力學計算效率。

參考資料

更詳細的數學推導可參考物理化學教材或知網文獻。