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dxcharlary

专家顾问 (职业作家)

[求助] 交换作用和电子之间互斥

最近一直在看交换作用，不过越看越糊涂。我怎么感觉很多时候交换作用的表现几乎和电子之间的互斥没有区别呢？VASP或者什么软件能给出电子之间的作用势能和交换关联能的大小吗？
另外交换作用的大小怎么评估？有没有什么简单的近似理论能够做些简单的计算？

[ Last edited by dxcharlary on 2013-8-27 at 20:51 ]
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1楼 2013-08-27 20:32:36
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2013-09-01 09:01:01
根据Pauli不相容原理及全同粒子的特性，我们将电子的波函数写成Slater行列式，引进了置换算符，在Hartree近似下得到Hartree-Fock方程，与Hartree方程（波函数未反对称处理，未引进置换算符的Hartree近似）相比多出了的能量项就是交换能。即，由于电子之间交换须满足波函数反对称的约束条件（slater行列式），这种约束条件造成的结果就是自旋相同的两个电子出现在空间同一点几率为0，于是电子间的运动的图像就是：当自旋相反的两电子接近时就会相互绕开，导致实际计算库伦力时（1/r12），电子的间距变没有那么小，因此Hartree方程计算1/r12偏高，高出的能量就是交换能。
至于那些程序能计算纯粹的交换能我也说不好，但不少程序计算的Exc还是会给出来的。交换积分是另外一码事。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
5楼2013-08-29 23:47:00
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2013-09-01 09:00:44
PWSCF能输出离子势，Hartree势和交换关联势。
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3楼2013-08-28 09:20:14
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anatta1

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2013-09-01 09:00:52
交换作用不是互斥，交换积分大小可以反映交换作用的大小，是量子力学的结果，共价键就是交换作用产生的。磁性也与交换作用有关，J就是交换因子
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4楼2013-08-28 19:54:52
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dxcharlary

专家顾问 (职业作家)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 卡开发发 at 2013-08-29 23:47:00
根据Pauli不相容原理及全同粒子的特性，我们将电子的波函数写成Slater行列式，引进了置换算符，在Hartree近似下得到Hartree-Fock方程，与Hartree方程（波函数未反对称处理，未引进置换算符的Hartree近似）相比多出了 ...

单个原子计算的时候，是这样，也比较好区分，不过在分子，cluster还有晶体里面，涉及3体和3体以上作用的时候，就不是很好区分了。而且赝势理论，尤其是半核理论里面，Hartree项也包含了一部分交换作用。
实际上具体计算的时候由于采用的是波函数模型，所以库伦斥力的作用本身就很难评估。举个最简单的例子，对于多原子分子的spd分裂，是库伦斥力其主要作用，还是交换作用起主要作用？
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6楼2013-09-01 05:54:48
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