| 查看: 1669 | 回复: 4 | |||
| 【有奖交流】积极回复本帖子，参与交流，就有机会分得作者 liukaijack 的 8 个金币 | |||
liukaijack银虫 (小有名气)
|
[交流]
纳米尺度上的颗粒(particle)的力的平衡，牛顿定律是否适用？
|
||
| 如题，请问纳米尺度上的颗粒(particle)，牛顿定律是否还适用？比如说：分析纳米尺度上的颗粒或分子(particle or molecule)的力的平衡，是否可以使用牛顿定理中力的平衡方程。 |
回复此楼» 猜你喜欢
化学0703求调剂 学硕 理/工科均可 总分279
已经有4人回复
-
调剂
已经有7人回复
-
080500材料科学与工程
已经有3人回复
-
成绩276，专业代码0856求调剂
已经有5人回复
-
085600 英一数二272求调剂
已经有32人回复
-
289求调剂
已经有7人回复
-
材料类考研调剂
已经有7人回复
-
材料325求调剂
已经有7人回复
-
没有青基直接申请面上，感觉自己疯了
已经有4人回复
-
环境调剂
已经有3人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
2楼2021-03-01 06:33:58
3楼2021-04-23 16:13:56
afa608
新虫 (正式写手)
- 应助: 1 (幼儿园)
- 金币: 1165.3
- 红花: 5
- 帖子: 884
- 在线: 43.7小时
- 虫号: 12952892
- 注册: 2018-11-26
- 性别: GG
- 专业: 聚合物共混与复合材料
4楼2021-04-23 17:35:40
田淮安
新虫 (初入文坛)
- 应助: 4 (幼儿园)
- 金币: 179.1
- 帖子: 23
- 在线: 15.6小时
- 虫号: 2895705
- 注册: 2013-12-26
- 性别: GG
- 专业: 凝聚态物性I:结构、力学和
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
|
对于绝大多数情况下的原子、分子以及纳米团簇，量子力学都会退化成经典力学，因此它们的运动符合牛顿方程。这一点正是分子动力学这个模拟方法的理论根基，它既可以从理论上严格推导出来（见书籍Marx & Hutter - Ab Initio Molecular Dynamics的2.1节，该书可以在https://libgen.rs/下载），也已经被无数次模拟与实验的吻合所支持。 一个简单判断经典力学是否适用的方法是所谓的经典极限：原子的德布罗意波长lambda是否显著小于原子间距a，即 lambda<a。其中a在晶体中就是晶格常数，在分子中就是化学键长，通常在埃也就是0.1nm量级。而 lambda=h/(2*pi*mk_BT)^0.5，代入几个物理常数之后就得到 lambda=7/(MT)^0.5 埃，其中M为原子相对质量，T为温度（单位K）。 举例，H原子，M=1，那么常温300K下 lambda=0.4埃，和H-H键长0.7埃很接近，因此氢气有量子效应，但不显著；低温比如10K下，lambda=2埃，已经大于键长了，量子效应会非常显著。正因为如此，模拟H原子运动往往不能用牛顿力学，而要借助路径积分这种量子方法。 再举例，C原子，M=12，那么常温300K下 lambda=0.1埃，明显小于C-C键长（2埃左右），所以量子效应可以忽略；低温比如10K下，lambda=0.6埃，变大了但是仍然小于C-C键长，所以量子效应不会太显著。 总之，只要不是极低温、不是氢氦这样的轻原子，量子效应都可以忽略，原子运动都可以用牛顿方程描述。原子间作用力以及衍生出来的分子间、表面间作用力等等，可以在两本非常好的专著中找到详细的讲解：Israelachvili - Intermolecular and Surface Forces (2011)，Kaplan - Intermolecular Interactions (2006)，也可以在上面提到的网站中下载。 |
5楼2021-08-20 16:48:24
15