热力学

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翻译样例: 小角散射中超微颗粒系的粒间相干模型3
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在纳米级超微颗粒体系的小角散射研究中, 由于存在粒间相互干涉效应, 制约了对体系内禀参数, 如粒度分布P (R )、颗粒单体散射振幅A (q, R ) 等的求取, 需预知其粒间相关函数C( r)或将体系极度稀释后方可测量求解, 结果的可靠性也因之受到影响。定义颗粒总体积与样品体积之比为体系密集度(体积分数) K , 实验中一般取K = 5% 为经验阈值, 作为“是否可忽略粒间相干贡献”的半定量判据。K n 5% 时, 可忽略粒间相干贡献, 此时数据处理简单成熟[ 1 ]。

K > 5% 时, 粒间相干对散射强度I (q) 的影响将随K 值增加而增大。考虑到K > 5% 的密集体系在实验中居多, 以往对其粒间相干规律的研究多集中于稀释对比[ 2 ]等实验性方法。本工作从理论上提出了粒间相干的统计模型, 对于深入认识粒间相干规律并反馈于实际研究具有现实意义。无论粒间相互作用是否存在或具体形式如何, 体系均通过降低ri 对A i 的简并度来达到S的极大值。在粒间不存在相互作用时,“微观组合态熵”仍然存在; 粒间耦合的无规之所以导致RDF ( I ) 的有规, 唯一的原因即在于“熵必须取极大值”。不能脱离最根本的体系标度“熵”, 而单纯考虑粒间相互作用。粒间相互作用规律的引入, 必须、也只能建立在熵作用规律的基础之上。熵描述的是体系几何位形, 并不显含“相互作用”; 但几何位形又是粒间相互作用的结果。实验观测值I (q) 正是两者相平衡的结果。

颗粒通过与其它颗粒交换相互作用来体现自身乃至整个体系的存在; 至少在其所占据的空间内会排斥其它颗粒的存在。体斥2吸引效应是超微颗粒体系粒间作用的基本形式。K →0时, 颗粒间平均距离远大于能够发生相互作用的距离; 颗粒的空间占位行为未形成宏观效果。

随K 值增大, 颗粒的空间位置受到周围颗粒位能场的作用呈短程有序。粒间相干作为宏观效应, 唯一来源于微观短程有序, 进而与粒间相互作用力和位能相关。

考虑由N 个空间位置固定、彼此存在相互作用的颗粒所构成的多分散、平衡态体系, 体系宏观体积为V 且相互作用局域在体系内。设体系总的相互作用能U 为所有粒间作用对能量的简单加和,

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