計算材料科學

在Metropolis法的蒙地卡羅計算中,試著移動原子的位置時,系統能量增加0.10 eV。在溫度1000 K下,接受這個移動的機率最接近下列何者?設 k = 8.617×10⁻⁵ eV/K。

  1. A約0.69
  2. B0(不接受使能量上升的移動)
  3. C約0.31
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正確答案:C. 約0.31

在Metropolis法中,使能量下降的移動一定接受,使能量上升的移動以機率 exp(−ΔE/kT) 接受。kT = 8.617×10⁻⁵ × 1000 ≈ 0.0862 eV,因此 ΔE/kT ≈ 1.16,機率為 exp(−1.16) ≈ 0.31。實際上是產生0到1的亂數,若它小於這個機率就接受。藉由以一定機率接受使能量上升的移動,系統會造訪遵循波茲曼分布的狀態,平均起來得到有限溫度的平衡性質。若完全不接受上升的移動,就會被困在局部的能量極小,與0 K的最佳化相同。約0.69是把被拒絕的機率 1 − 0.31 誤當成接受機率的值。

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