分子模拟-学习笔记（二）

接着分子模拟-学习笔记（一)。
补充：
分子模拟技术的优势
①加深对材料性质、不同组分的作用及反应机理的认识；
②对现有实验进行引导并虚拟实验技术，减少实
验次数与实验成本；
③预测实验无法检测的关键结构与性质。

在分子模拟的主要方法中，量子力学可以描述电子结构的变化, 而分子力学可以描述基态原子结构的变化。分子动力学可以描述各种温度的平均结构和分子结构的物理变化过程。蒙特卡洛方法通过玻尔兹曼因子的引入能够描述各种温度的平均结构。（分子动力学和蒙特卡洛方法与温度相关）

量子力学法
量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。

在量子力学中,一个物理体系的状态由波函数表示,波函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其波函数的作用测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期望值由一个包含该算符的积分方程计算。波函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。

量子力学方法以求解薛定愕方程为基础,得到分子或周期性结构的各微观参数信息,如电荷密度、键序、轨道、能级等,以及这些参量与宏观性质间的关系,由于该方法计算量巨大,只适合较小体系的计算。但是它计算结果精确度高,是其他计算方法的基础,也常作为其他计算方法的验证手段。

补充：
薛定愕方程

分子力学法

分子力学方法可以看作是一种用经典力学方法描述分子的结构与几何变化的方法。它用各种“弹簧”来连接分子体系中的原子且依赖于各种连结原子的“弹簧”的参数，这些“弹簧”参数可以认为是分子力场的雏形。

[1]任华. 分子模拟在界面相互作用计算中的应用[D].西北工业大学,2007.
[2]段翔远. 温度敏感型水凝胶PNIPAM的计算机模拟[D].郑州大学,2011.