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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 热点前沿问题讨论 » 求问静电作用和色散力跟Pauli不相容的关系
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wang-lf09

木虫 (小有名气)

[求助] 求问静电作用和色散力跟Pauli不相容的关系

有一条审稿意见如下：While the DFT derived interaction forces are assumed to be partitioned into electrostatic and dispersion forces, what about the Pauli exclusion component?
在我这个层状材料体系里面，我把层间作用主要分为层间原子的静电作用和色散作用，但审稿人提到了Pauli不相容作用。我不知道该怎么回答。恳请知道的朋友帮忙解答，不胜感激！
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1楼 2013-04-25 11:36:33
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2013-04-27 15:39:39
按楼主的分类方法来看，静电和色散作用都是吸引力，这样无法解释为什么两个体系能保持在一定距离上，必须有斥力。两个体系之间的斥力可以视为Pauli不相容作用的结果。
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2楼2013-04-25 16:10:26
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wang-lf09

木虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by KalaShayminS at 2013-04-25 16:10:26
按楼主的分类方法来看，静电和色散作用都是吸引力，这样无法解释为什么两个体系能保持在一定距离上，必须有斥力。两个体系之间的斥力可以视为Pauli不相容作用的结果。

静电也可以是排斥作用的。
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3楼2013-04-26 09:03:46
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acridine

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2013-04-27 15:39:46
可能是你说法的问题。DFT考虑相互作用时，除了经典物理中的静电相互作用之外，由于费米子波函数反对称的要求，对电子还受到一种有别于经典静电作用的、量子力学范畴的约束作用，这也是泡利原理的起源。所以你的DFT计算中是考虑了的这个成分的。我猜你可能在分析时把这个成分划分在静电作用中了，所以审稿人会问你怎么没有考虑泡利作用。
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4楼2013-04-26 12:12:37
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2013-04-27 15:39:52
引用回帖:
3楼: Originally posted by wang-lf09 at 2013-04-26 09:03:46
静电也可以是排斥作用的。...

从最简单的经典静电学角度来看，两个电中性体系摆在一起总是能够通过内部调整产生吸引力（例如，两个电偶极总是可以重排成平行从而吸引），只有引入量子力学才能解释其斥力，解释楼上已经给出了。
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5楼2013-04-26 15:51:47
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wang-lf09

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by acridine at 2013-04-26 12:12:37
可能是你说法的问题。DFT考虑相互作用时，除了经典物理中的静电相互作用之外，由于费米子波函数反对称的要求，对电子还受到一种有别于经典静电作用的、量子力学范畴的约束作用，这也是泡利原理的起源。所以你的DFT计 ...

谢谢您的回复。电子之间的泡利原理有作用范围吗，作用范围是多大？
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6楼2013-04-27 09:29:46
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acridine

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2013-04-27 15:39:57
引用回帖:
6楼: Originally posted by wang-lf09 at 2013-04-27 09:29:46
谢谢您的回复。电子之间的泡利原理有作用范围吗，作用范围是多大？...

这个是电子固有属性，没什么作用范围的，一个多电子体系必然满足泡利原理。除非是两个电子的波函数完全不相关，比如两个完全孤立的原子的电子，其间应该没有泡利原理的限制。但此时它们已经不属于同一个多电子体系了。
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7楼2013-04-27 13:24:44
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wang-lf09

木虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by acridine at 2013-04-27 13:24:44
这个是电子固有属性，没什么作用范围的，一个多电子体系必然满足泡利原理。除非是两个电子的波函数完全不相关，比如两个完全孤立的原子的电子，其间应该没有泡利原理的限制。但此时它们已经不属于同一个多电子体系 ...

谢谢您的回复。
什么样的属于同一个多电子体系呢？比如两层石墨烯中，层间可能也有电子之间的作用，可以称为同一个多电子体系。当两层石墨烯被氢化或氟化以后呢？这时候氢化石墨烯和氟化石墨烯都属于绝缘体，层间距也比较大了，层间还存在电子之间的泡利不相容作用吗？或者说作用还大吗？不同层内的电子也存在于同一个多电子体系吗？
恳请指点，万分感激！
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8楼2013-04-28 09:47:18
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acridine

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

理论上电子波函数在整个空间分布，所以严格的说，我们不可以说不同层的电子间没有这个相互作用。当然，你分析的是没错的，层间电子波函数重叠很小，所以不同层的电子间相互作用比较小。个人认为，如果你的文章中只是定性的分析一下各种作相互用，而且审稿人的整体意见还算nice，那你这样简单的讨论一下，应该就能通过。如果感觉审稿人就是想kill你的文章，那你就要小心对待了，最好有点定量的讨论。也没有其它的建议了，多看看别人的文章是怎么论述的吧，石墨片现在那么火，肯定有类似的讨论。
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9楼2013-04-28 16:23:27
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junhuisun

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by wang-lf09 at 2013-04-28 09:47:18
谢谢您的回复。
什么样的属于同一个多电子体系呢？比如两层石墨烯中，层间可能也有电子之间的作用，可以称为同一个多电子体系。当两层石墨烯被氢化或氟化以后呢？这时候氢化石墨烯和氟化石墨烯都属于绝缘体，层间 ...

也在关注石墨烯等相关材料相互作用问题，以下纯为个人观点。个人认为，范德华相互作用，静电相互作用是一种宏观经典物理的概念，当适用于远程情形，而泡利相互作用才是微观粒子的基本规律，具体说，石墨烯层间不算太大，属于微观粒子体系，需要考虑。
lz说的不同层内电子的情形，因为你本身研究的就是层间相互作用，严格意义上讲，属于多粒子体系，存在泡利相互作用，从量子力学的观点，电子只是以一定的几率分布于不同位置，只是概率不同而已。我认为，从本质上来讲，层间相互作用，电子是媒介，泡利原理是基本规律。
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10楼2014-11-25 16:08:51
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