科技名词

您当前的位置: 首页  >  科技名词  >  科技名词
涨落
发布时间:2020-12-31     作者:   来源:全国科学技术名词审定委员会   分享到:

涨落

fluctuation

定义:既然体系的1个宏观状态对应着为数极大的微观状态,而宏观体系的任意力学量又是在某个宏观短、微观长的时间段内体系所随机转辗度过的那些众多微观状态的该物理量的平均体现。所以宏观体系的各个力学量如压强、能量等都会随着宏观时间的变化,在平均值附近不断极快速度地随机变动,这种现象称为涨落。涨落、输运(例如导热、导电、扩散、黏性等)和混沌是非平衡过程研究中的三大问题。

学科:化学_物理化学_物质结构、理论和计算化学

相关名词:统计涨落 热力学涨落 自旋涨落 涨落场论

来源:全国科学技术名词审定委员会


【延伸阅读】

宏观系统的物理特性,本质上是由组成它的微观组分(如分子)的物理状态决定的。为了更好地研究和描述客观世界,科学家将系统组分的微观物理状态(如分子的动能和势能)与宏观物理量的统计规律(如压力、温度、体积等)联系起来。在这一过程中,涨落现象就会不可避免地出现。

举一个简单的例子来说明涨落的含义。抛掷一枚均质的硬币,硬币正面朝上和反面朝上的概率理论上皆为50%。然而实际中,投掷1000次并不能保证正面朝上的次数正好为500次。如果正面朝上的次数是508次,那么根据此次实验,通过频率估计该硬币正面朝上的概率为508/1000=50.8%。超出50%的部分(50.8%-50%=0.8%),即所谓“涨落”。

涨落现象广泛存在,在热力学、量子力学等领域更为常见。以量子涨落为例,根据海森堡的不确定性原理,能量的变化(△E)与时间变化(△t)的常数,即:

△E·△t=固定值

这意味着在极短的时间内,能量的变化可以非常显著,即能量守恒定律似乎“不再成立”,或者说有能量“凭空”产生。借此“凭空”产生的能量,粒子和反粒子会成对出现,然后在极短的时间里“归还”能量,成对湮灭。上述物理现象在实验中均可观测到,说明了涨落的客观存在性。