計算材料科學

在分子動力學法的計算中,單原子系統每1個原子的動能平均為0.0517 eV。由能量均分定理求得的系統溫度最接近下列何者?設波茲曼常數 k = 8.617×10⁻⁵ eV/K。

  1. A約400 K
  2. B約600 K
  3. C約200 K
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正確答案:A. 約400 K

1個原子具有3個方向的平移自由度,每1個自由度具有 kT/2 的動能,因此平均動能為 (3/2)kT。T = 2 × 0.0517/(3 × 8.617×10⁻⁵) ≈ 400 K。約600 K是把動能當成kT的值,約200 K是當成3kT的值。分子動力學法以這種方式由原子速度求出瞬間溫度,想保持溫度一定時,以與熱浴耦合的方法(恆溫器)調整速度。原子數少時瞬間溫度的擾動很大,因此以時間平均評估。在少數原子的系統中,依扣除質心運動等自由度的計法,值會稍有改變。

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