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兰纳-琼斯势能公式中如何通过已知实验数据或量子计算结果来确定参数ε和σ?

Moonshot回答

兰纳-琼斯势能公式中的参数ε和σ可以通过以下方法确定:

  1. 实验数据:根据气相的独立测量来确定参数ε和σ。这些数据包括气体的第二维里系数和粘滞度。例如,对于惰性气体,可以通过实验测量其物理性质,然后根据这些性质来确定L-J势的参数。

  2. 量子计算:使用量子力学计算方法,如从头算(ab initio)方法,可以计算分子或原子间的相互作用势能,从而确定L-J势的参数。这种方法通常需要较高的计算资源,但可以提供更精确的参数值。

  3. 经验公式和组合规则:对于不同分子或原子间的相互作用,可以采用经验公式和组合规则来确定L-J势的参数。例如,Lorentz-Berthelot组合规则可以用于创建新的σ和ε值,这些值分别是几何平均和算术平均。

  4. 分子动力学模拟:通过分子动力学模拟,可以根据模拟结果来调整和优化L-J势的参数,使其更好地符合实验数据或量子计算结果。

  5. 数据驱动方法:通过贝叶斯不确定性定量推论等数据驱动方法,可以对L-J势的斥力指数进行推论,从而确定参数。

在实际应用中,确定L-J势参数的过程可能需要结合多种方法,并根据具体情况进行调整。例如,对于特定类型的分子或原子,可能需要参考已有的实验数据或量子计算结果,然后通过分子动力学模拟等方法来进一步优化参数。

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