費米接觸相互作用英文解釋翻譯、費米接觸相互作用的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Fermi contact interaction

分詞翻譯：

費米的英語翻譯：

Fermi
【化】 femtometre (fm); fermi

接觸的英語翻譯：

contact; contiguity; get in touch with; meet; osculate; osculation; tangency
touch
【醫】 c.; contact; contiguity; hapt-; hapto-; per contiguum; taction; tactus
touch

相互作用的英語翻譯：

reciprocity
【計】 mutual effect
【化】 interaction; interreaction
【醫】 interaction

專業解析

費米接觸相互作用（Fermi Contact Interaction）是原子物理學與量子化學中的重要概念，指原子核與電子之間因自旋磁矩直接重疊而産生的磁相互作用。以下從漢英詞典角度詳細解釋其定義、機制與應用：

一、術語定義與核心機制

中英對照定義
- 中文：費米接觸相互作用（Fèi mǐ jiēchù xiānghù zuòyòng）
- 英文：Fermi Contact Interaction
  該術語由恩裡科·費米（Enrico Fermi）于1930年提出，描述原子核自旋（I）與電子自旋（S）在空間同一點（r=0）時的超精細耦合作用。其物理本質源于電子波函數在核位置的有限概率密度，導緻磁矩直接接觸。
量子力學機制
當電子處于s軌道（角動量量子數l=0）時，其波函數在原子核處非零，電子自旋密度與核自旋産生耦合。相互作用能表示為：

$$ H_{FCI} = -frac{2mu_0}{3} gamma_e gamma_n hbar delta(mathbf{r}) mathbf{I} cdot mathbf{S} $$

其中$delta(mathbf{r})$為狄拉克δ函數，$gamma_e$、$gamma_n$分别為電子與核的旋磁比。

二、實驗觀測與關鍵特性

光譜學證據
在核磁共振（NMR）與電子順磁共振（EPR）譜中，費米接觸作用表現為譜線分裂。例如：
- 氫原子（1s軌道）的超精細分裂常數 A ≈ 1420 MHz，其中95%貢獻來自接觸作用。
- 過渡金屬配合物中，未成對電子通過共價鍵傳遞自旋密度至配體原子核，導緻NMR化學位移異常（如鉑配合物的195Pt NMR位移）。
各向異性與範圍
與偶極-偶極相互作用不同，費米接觸作用具有各向同性，且隨距離衰減更快（δ函數特性）。其強度正比于|psi(0)|（電子在核位置的波函數模平方）。

三、應用領域

材料科學
用于分析磁性材料（如鐵磁體）的交換耦合機制，接觸作用貢獻于交換積分 J 的标量部分。
量子計算
在半導體量子點中，電子與核自旋的接觸相互作用是實現量子比特操控的核心物理過程。

權威參考文獻來源：

《物理學名詞》第三版（科學出版社）
Abragam, A. The Principles of Nuclear Magnetism (Oxford University Press)
Slichter, C. P. Principles of Magnetic Resonance (Springer)
Nature Reviews Chemistry "Spin Interactions in Molecular Systems" (2023)

網絡擴展解釋

費米接觸相互作用（Fermi contact interaction）是物理學中描述原子核與電子之間超精細相互作用的一種機制，尤其在核磁共振（NMR）和電子自旋共振（ESR）等研究中具有重要意義。以下是詳細解釋：

1.定義與基本原理

費米接觸相互作用是由于電子在原子核附近（如s軌道或雜化軌道上的電子）具有非零的概率密度，導緻核磁矩與電子自旋之間産生直接作用的現象。這種相互作用屬于超精細結構的一部分，其強度取決于電子波函數在原子核位置的取值。

2.物理機制

核心特征：當電子出現在原子核中心附近時（如s軌道電子），其波函數在核位置的概率密度較高，從而産生顯著的接觸相互作用。
數學表達式：該作用的能量可表示為： $$ E = frac{8pi}{3} gamma_e gamma_n hbar |psi(0)| mathbf{I} cdot mathbf{S} $$ 其中，(|psi(0)|)是電子在核位置的波函數概率密度，(mathbf{I})和(mathbf{S})分别為核自旋和電子自旋算符。

3.與其他作用的區别

偶極-偶極相互作用：通常具有空間各向異性，而費米接觸作用是各向同性的，且僅依賴于電子在核位置的存在概率。
弱相互作用中的“費米理論”：雖然名稱相似，但需注意與粒子物理中費米提出的四費米子接觸相互作用（描述弱作用早期模型）區分，後者已被電弱統一理論取代。

4.應用領域

光譜學：用于解釋核磁共振譜線分裂、超精細結構譜線等。
量子化學：在計算分子磁性和電子結構時需考慮該作用。

5.示例

在氫原子中，1s軌道電子因波函數在核處概率密度高，費米接觸作用是氫核磁共振信號的主要來源之一。

如需進一步了解具體實驗現象或數學推導，可參考核磁共振相關教材或量子力學專著。