愛因斯坦關系英文解釋翻譯、愛因斯坦關系的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 Einstein relation
相關詞條:
1.Einsteinrelation
分詞翻譯:
愛因斯坦的英語翻譯:
Einstein
【化】 einstein
關系的英語翻譯:
relation; relationship; appertain; bearing; concern; connection; term; tie
【計】 relation
【醫】 rapport; reference; relation; relationship
專業解析
愛因斯坦關系(Einstein Relation)
中文術語:愛因斯坦關系
英文術語:Einstein Relation / Einstein-Smoluchowski Relation
物理本質
愛因斯坦關系是統計物理學中的核心公式,由阿爾伯特·愛因斯坦于1905年提出,描述了帶電粒子在介質中擴散系數((D))與遷移率((mu))之間的定量關系。其核心物理意義在于:粒子的隨機熱運動(擴散)與電場驅動下的定向運動(遷移)通過溫度((T))和電荷量((q))相互關聯。
數學表達式
愛因斯坦關系的标準形式為:
$$
D = frac{mu k_B T}{q}
$$
其中:
- (D):擴散系數(單位:m²/s),
- (mu):遷移率(單位:m²/(V·s)),
- (k_B):玻爾茲曼常數((1.38 times 10^{-23} , text{J/K})),
- (T):絕對溫度(單位:K),
- (q):粒子電荷量(單位:C)。
該公式表明,擴散系數與遷移率成正比,且比例系數由熱力學參數((k_B T))和電荷屬性共同決定。
應用場景
- 半導體物理:用于分析載流子(電子與空穴)在電場和濃度梯度共同作用下的輸運行為,是器件建模(如晶體管、二極管)的基礎。
- 電化學:解釋離子在電解質溶液中的傳導機制,例如電池充放電過程中的離子擴散與遷移。
- 生物物理:研究蛋白質、離子通道等生物分子的跨膜輸運過程,揭示細胞内外物質交換的動力學規律。
理論依據
愛因斯坦通過分析布朗運動的統計規律,結合漲落-耗散定理,證明了擴散與遷移的微觀等價性。該關系本質上是熱力學平衡條件下漲落(擴散)與響應(遷移)的統一表述,體現了非平衡統計物理的基本思想。
延伸閱讀
- 原始論文:Einstein, A. (1905). "On the Movement of Small Particles Suspended in Stationary Liquids Required by the Molecular-Kinetic Theory of Heat" (Annalen der Physik)。
- 權威教材:
- Kittel, C. (2005). Introduction to Solid State Physics(第8版),第10章載流子輸運。
- Nelson, P. (2004). Biological Physics: Energy, Information, Life,第5章分子馬達與擴散。
注:參考文獻來源基于學術出版物與權威教材,鍊接因平台限制未直接提供,可通過文獻标題在學術數據庫(如Google Scholar、JSTOR)檢索原文。
網絡擴展解釋
愛因斯坦關系在不同物理學領域中有不同含義,需結合具體背景理解:
一、統計力學中的愛因斯坦關系(分子運動論)
該理論由阿爾伯特·愛因斯坦和Marian Smoluchowski于1905-1906年獨立提出,主要描述布朗運動中粒子的擴散行為。其核心公式為:
$$
D = mu k_B T
$$
其中,$D$為擴散系數,$mu$為遷移率,$k_B$為玻爾茲曼常數,$T$為溫度。該關系表明:粒子的擴散能力與其在介質中的遷移率及溫度成正比。
意義:揭示了微觀粒子熱運動與宏觀擴散現象的聯繫,為研究膠體、溶液動力學等提供了理論基礎。
二、相對論中的愛因斯坦關系式(質能方程)
狹義相對論中著名的質能等價公式:
$$
E = mc
$$
其中,$E$為能量,$m$為質量,$c$為光速。該公式表明質量與能量可相互轉換,奠定了核能利用的理論基礎。
擴展公式:
- 動能-質量關系:$E = gamma mc$($gamma$為洛倫茲因子,與速度相關)
- 動量-能量關系:$E = (pc) + (mc)$($p$為動量)
三、兩種關系的區别與常見混淆
- 統計力學關系:關注微觀粒子運動,屬于非平衡态統計物理範疇。
- 相對論關系:揭示質量與能量的本質聯繫,屬于相對論物理範疇。
部分文獻可能将質能方程泛稱為“愛因斯坦關系式”,需結合上下文判斷具體指向。
如需進一步推導細節,可參考高權威性文獻(如的推導過程)。
分類
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