費米共振英文解釋翻譯、費米共振的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Fermi resonance

分詞翻譯：

費米的英語翻譯：

Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi

共振的英語翻譯：

resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration

專業解析

費米共振（Fermi Resonance）是分子光譜學（特别是紅外光譜和拉曼光譜）中的一種重要現象，指當分子的兩個振動能級（通常是一個基頻振動和一個倍頻或合頻振動）能量接近且滿足特定對稱性匹配條件時，它們之間發生的非諧性耦合作用。這種耦合會導緻能級位置發生位移（排斥）和譜線強度重新分布（一個增強，一個減弱），在光譜圖上表現為“共振雙線”或譜帶形狀的異常變化。

詳細解釋與機制：

能量接近與耦合條件：費米共振的發生需要兩個振動模式（如 ν₁ 基頻和 2ν₂ 倍頻）的能量差 ΔE 較小（通常小于 20 cm⁻¹ 量級），并且它們具有相同的對稱性（即能通過非諧性項耦合）。這種能量接近使得微擾理論適用。
非諧性耦合：分子振動的勢能函數包含高階（非諧性）項。當上述條件滿足時，這些非諧性項（特别是三次方項）在哈密頓量中成為有效的耦合項，導緻兩個原本獨立的振動能級發生相互作用。
能級排斥與強度轉移：耦合的結果是兩個本征能級發生“排斥”，即它們之間的距離比未耦合時的能量差更大。同時，兩個能級對應的譜線強度發生顯著變化：一個能級的躍遷強度增強，另一個則減弱。其強度比和能級位移量可以通過耦合常數定量描述。

光譜表現特征：

雙峰結構：在預期隻有一個強吸收峰的位置附近，出現兩個強度相近或強度異常的峰。這是費米共振最直觀的标志。
強度異常：倍頻或合頻振動的觀測強度遠大于基于諧性振動模型計算出的預期值（通常倍頻很弱），這是因為其強度“借用”了與之共振的基頻振動的強度。
位置偏移：兩個峰的位置相對于未耦合時的基頻和倍頻位置發生了移動。

經典實例：

二氧化碳（CO₂）分子是費米共振的經典案例：

其 ν₁（對稱伸縮振動，紅外非活性）的基頻約為 1333 cm⁻¹。
其 2ν₂（彎曲振動 ν₂ 的倍頻，紅外活性但預期很弱）約為 1285 cm⁻¹。
由于 ν₁ 和 2ν₂ 能量接近（約 50 cm⁻¹）且對稱性匹配（均為 Σg⁺），發生強費米共振。結果在紅外光譜 2349 cm⁻¹ 附近觀察到兩個強度相當的強吸收峰（實際是 ν₃ 基頻與費米共振雙峰的組合），而單獨的 ν₁ 和 2ν₂ 峰無法觀測到預期強度。

應用與意義：

費米共振現象對于正确解析複雜分子的振動光譜至關重要：

譜峰歸屬：幫助光譜學家正确指認那些強度異常或位置偏移的譜峰，避免誤歸屬。
分子結構推斷：共振的發生依賴于分子的幾何結構和力場，分析費米共振可以提供分子結構和動态信息。
非諧性力場研究：費米共振是研究分子非諧性振動的重要窗口，耦合常數是構建精确非諧性力場的關鍵參數。
多領域應用：在物理化學、分析化學、大氣科學（如溫室氣體光譜）、生物分子結構研究等領域都有廣泛應用。

權威參考來源：

Wikipedia: Fermi Resonance - 提供基礎定義、機制和經典案例概述。
https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi_resonance

Herzberg, G. (1945). Molecular Spectra and Molecular Structure. Vol. II: Infrared and Raman Spectra of Polyatomic Molecules. Van Nostrand Reinhold. - 光譜學經典著作，對費米共振有深入的理論推導和實例分析，是理解該現象的核心文獻。
Wilson, E. B., Decius, J. C., & Cross, P. C. (1955). Molecular Vibrations: The Theory of Infrared and Raman Vibrational Spectra. McGraw-Hill. - 另一本經典振動光譜理論教材，詳細闡述了包括費米共振在内的振動耦合理論。
文獻實例：如研究苯甲醛中 CHO 伸縮振動與倍頻共振的工作：
Durig, J. R., & Guirgis, G. A. (1987). Vibrational spectra and Fermi resonance of benzaldehyde-d0 and -d1. Journal of Raman Spectroscopy, 18(3), 233–238. - 展示費米共振在具體分子體系中的分析與應用。

DOI: 10.1002/jrs.1250180313

網絡擴展解釋

費米共振（Fermi Resonance）是一種量子力學現象，指分子振動中兩個能量相近的振動模式（如基頻與倍頻/合頻）發生耦合，導緻頻率偏移和譜線強度重新分布的現象。以下是詳細解釋：

1.定義與發現

費米共振由物理學家恩裡科·費米于1931年提出，最初在研究二氧化碳（CO₂）的振動光譜時發現。他發現CO₂的彎曲振動倍頻（2×673 cm⁻¹）與對稱伸縮振動基頻（1337 cm⁻¹）因能量相近發生耦合，導緻拉曼光譜中出現異常強峰（1285 cm⁻¹和1388 cm⁻¹），而原本的對稱伸縮振動峰消失。

2.機制與特征

耦合條件：兩個振動模式需滿足能量相近且對稱性相同，例如基頻與倍頻或合頻的耦合。
現象表現：表現為譜線分裂、頻率偏移（如CO₂的15微米譜帶受費米共振影響增強紅外吸收能力），以及原本無光譜活性的振動模式因能量轉移而顯現。

3.應用領域

光譜分析：廣泛用于拉曼和紅外光譜，幫助解析分子結構（如酶構型、晶體雜質檢測）。
環境科學：CO₂的費米共振增強其溫室效應，影響全球變暖預測模型。
材料研究：如原子薄黑磷中振動模式的耦合研究，推動新型聲子器件開發。

4.與振動耦合的區别

振動耦合通常指基頻之間的相互作用，而費米共振特指基頻與倍頻/合頻的耦合。

如需進一步了解具體案例（如CO₂光譜細節或黑磷研究），可參考相關文獻或權威百科資料。