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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 » 能不能计算原子/离子内部空间某点的电场强度？
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swuli

木虫 (小有名气)

[求助] 能不能计算原子/离子内部空间某点的电场强度？

我需要计算Na K Cs离子空间内某点（或某电子处）的电场。刚开始用原子核点电荷电场公式E=kQ/r^2计算，后来想到是不是应该考虑其他电子的电场影响，即空间某点的电场为原子核和电子的电场叠加，但这样就似乎不能算了。
其次，如果外电场能够影响电子（次外层）分布，那么外电场大概需要多强？
请各位帮帮忙。
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1楼 2013-09-23 14:13:41
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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
franch: 金币+2, 谢谢回帖交流 2013-09-23 20:49:55
swuli: 金币+5, ★有帮助, 我想求离子内部原子核产生的电场,我不是物理专业,懂不太起. 2013-09-24 08:54:11
pwscf能输出空间中各点由离子产生的电势、Hartree电势、交换关联势和总电势。取电势的梯度即可得到电场强度，但我不清楚应不应该把交换关联势算在里面。
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2楼2013-09-23 16:25:36
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
★ ★ ★
identation: 金币+3, 谢谢应助，很详细 2013-09-25 10:40:38
要计算离子内部某点电势，需要知道整个多电子离子的波函数，但这个计算量极大，甚至几乎不可能。

几点建议：

1. 去量子化学版问下高斯之类的程序可不可以输出电势，注意不能使用赝势；
2. 用wien2k, exciting, elk等全电子DFT程序输出电势；

得到电势之后取梯度即可得到电场强度，可能还需要转换到国际单位制。

另外一个方法可能就比较粗略，但应该能定性说明问题：

将电子的作用视作对原子核所产生电势的屏蔽。把待求离子的核电荷数代入类氢原子薛定谔方程解，求出各级波函数，再按照能量最低原则和泡利不相容原理排布电子。 有了波函数和对应的占据数，就可以算出介电函数，再积分即可得到屏蔽库伦势。取屏蔽库伦势的梯度即为电场强度。
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swuli
3楼2013-09-24 09:18:14
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swuli

木虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
3楼: Originally posted by liqizuiyang at 2013-09-24 09:18:14
要计算离子内部某点电势，需要知道整个多电子离子的波函数，但这个计算量极大，甚至几乎不可能。

几点建议：

1. 去量子化学版问下高斯之类的程序可不可以输出电势，注意不能使用赝势；
2. 用wien2k, excitin ...

如果只需要知道离子较外层的电子处的电场，能不能用比较简单但科学的方法，得到大概的电场强度，数量级即可。比如Cs离子的最外面两层电子(甚至一层也可)电场.只需要数量级.
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4楼2013-09-24 21:58:52
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liqizuiyang

木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by swuli at 2013-09-24 21:58:52
如果只需要知道离子较外层的电子处的电场，能不能用比较简单但科学的方法，得到大概的电场强度，数量级即可。比如Cs离子的最外面两层电子(甚至一层也可)电场.只需要数量级....

把核电荷数带入类氢原子薛定谔方程的解，估算出Cs离子某个轨道对应的半径，再用净电荷根据库仑定律算出这个半径处的电场强度。

不知道是否可行。
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5楼2013-09-25 18:36:54
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