旋转温度

✍ dations ◷ 2025-07-14 19:36:51 #原子物理学,分子物理学

旋转温度(英语:Rotational temperature)是统计力学术语,用以简化转动配分函数以及描述旋转对分子的热力学性能的贡献。它具有温度的量纲并被定义为

θ R = h c B ¯ k B = 2 2 k B I {\displaystyle \theta _{R}={\frac {hc{\bar {B}}}{k_{B}}}={\frac {\hbar ^{2}}{2k_{B}I}}} ,

上式中 B ¯ = B / h c {\displaystyle {\bar {B}}=B/hc} 是旋转常数, I {\displaystyle I} 是分子的转动惯量, h {\displaystyle h} 是普朗克常数, c {\displaystyle c} 是光速, = h / 2 π {\displaystyle \hbar =h/2\pi } 是约化普朗克常数, k B {\displaystyle k_{B}} 是玻尔兹曼常数。

转动温度的物理意义是用于估计在什么温度下,其热能( E = k B T {\displaystyle E=k_{B}T} )和分子转动能级间隔相当(E=hcB)。在该温度下受激分子数占据主要地位。一些典型的值在下面的表格中给出。分子中的元素均是最常见的同位素。

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