两个耦合驱动谐振子精确的经典与量子动力学研究

谐振子模型作为一类可严格解析求解的体系,在物理学中占据重要地位,是描述许多物理过程非常有力的理论模型,而关于驱动谐振子的研究却较少涉及.本文研究了两个耦合驱动谐振子模型精确的经典与量子动力学.在经典力学框架下利用哈密顿正则方程给出含时驱动外场作用在两个耦合谐振子体系的精确能量值.在量子力学框架下考虑非含时驱动外场,给出系统的能量本征值和对应的本征态.考虑含时驱动外场,利用算子代数方法得到该量子体系t时刻的波函数和对应的能量期望值.由于在量子力学框架下微观粒子具有波粒二象性,因此两个驱动耦合谐振子体系的经典与量子动力学存在明显差异.

双色激光场中1维共线氢分子离子的经典动力学研究

运用经典理论方法,并采用辛算法数值求解了双色激光场作用下1维共线氢分子离子(H2+)的哈密顿正则方程,得到了氢分子离子在激光场下的经典轨迹。计算了单色场和双色场下氢分子离子(H2+)的存活几率、电离几率、解离几率、库仑爆炸几率随时间的演化,分析了双色场的相位、强度、强度比及倍频的变化对氢分子离子动力学行为的影响,并给出了相应的物理解释。

经典分子动力学模拟在矿物浮选研究中的应用

随着矿物浮选研究的深入发展以及计算机性能的不断提升,分子动力学模拟已逐渐成为研究矿物浮选的重要手段。经典分子动力学模拟可以从分子或原子层面展示矿物界面的相互作用,从微观角度研究浮选现象,深入分析矿物表面及界面相互作用,并为浮选药剂筛选和药剂分子设计提供理论依据。其在矿物浮选研究中的应用,主要包括在矿物表面结构、矿物与药剂相互作用,以及药剂筛选和药剂分子设计研究中的应用。

5-甲基胞嘧啶及胞嘧啶无辐射失活的半经典动力学模拟和CASSCF计算

采用半经典动力学方法模拟了5-甲基胞嘧啶(5m-Cyt)和胞嘧啶(Cyt)在267nm紫外光辐射下的光物理失活过程.模拟发现,5m-Cyt和Cyt的激发态通过C5-C6键的扭曲以及甲基(或H5)和H6原子平面外振动失活.失活时,甲基(或H5)和H6原子几乎与环面垂直并指向不同方向,形成"双自由基态".由于甲基的体积比H原子的大,振动频率较小,使得C5原子的变形受到抑制,导致5m-Cyt的激发态寿命比胞嘧啶更长.完全活性空间自洽场(CASSCF)计算显示,5m-Cyt的圆锥交叉(CI)点能量比Cyt高0.3eV,这也证明5m-Cyt演化至CI需要克服更大的能垒,因此激发态寿命长于胞嘧啶.

单壁碳纳米管内受限溶剂中振动光谱探针的混合量子-经典动力学模拟

利用混合量子-经典动力学模拟方法,考察了不同管径的单壁碳纳米管(SWCT)中受限溶剂氩的径向分布以及溶质I2分子的振动弛豫动力学,给出了I2分子的振动频率位移、振动弛豫时间随受限碳纳米管管径尺寸变化的关系.以I2分子的振动频率位移为探针,根据I2分子与周围环境作用的实时信息,分析了管壁、受限溶剂对光谱探针的贡献,在原子、分子层次上揭示了诱导频率位移的微观机制;此外,通过分析探针光谱的敏感性以及探针分子频率位移与振动弛豫时间的关系,进一步阐明了振动频率位移是考察受限凝聚相中分子间相互作用的较好的探针.

国外研究生主干教材的特色分析--以美国《经典电动力学》分析为例

通过对美国《经典电动力学》的整体构架、内容、侧重点、外延和编排等方面的特色分析，指出该书的特色和不足之处，为我国研究生教材建设提供借鉴。

非经典线性动力系统的振动分析

采用状态空间法,对多自由度非经典线性动力系统的振动进行了分析,提出了系统位移主变量和速度主变量概念,给出了系统状态向量与位移主变量和速度主变量之间的关系。算例表明,引入位移主变量和速度主变量后,可使非经典线性动力系统的振动问题得到更清晰的描述。

双色激光场中一维氢分子的经典动力学性质研究

应用经典理论方法,采用辛算法,数值求解双色激光场作用下的一维共线氢分子的哈密顿正则方程,得到氢分子在激光场作用下的经典轨迹,并计算H2+,H22+,H,H+等产物的产生概率随时间的演化,分析了双色场的光强、倍频、相位的变化对氢分子动力学性质的影响并给出相关的物理解释.

混合量子-经典动力学方法研究反胶团水池中Ⅰ_2分子的振动频率位移

结合Monte Carlo模拟技术,提出了一种反胶团溶液的快速数学建模新方法.利用量子-经典动力学模拟方法,考察了I2分子受限于两个不同尺寸的反胶团水池中振动频率的诱导位移及谱分布.结果表明,相比于体相水,受限于反胶团水池中I2分子的诱导位移表现为蓝移,且蓝移大小随水池尺寸变化不大.通过对I2分子与周围环境相互作用的分解分析,得到了水池水、表面活性剂以及有机溶剂分子对I2分子振动频率诱导位移的瞬态贡献,揭示了I2分子振动弛豫的微观作用机制.此外,对于受限水池中水分子的诱导贡献及空间分布的研究表明,I2分子振动频率位移的诱导贡献主要来自于第一溶剂层,它是由4个水分子蓝移贡献和2个水分子红移贡献组成.

正常金属环中持续电流计算公式的经典动力学推导

本文介绍了正常金属环中持续电流计算公式的一种新的推导方法。该方法基于经典动力学理论,与传统方法相比能够充分地揭示公式背后所隐藏的物理图像。希望本文提出的这一方法能够帮助人们更好地理解与掌握正常金属环中持续电流的计算公式。

半经典响应理论

对电子响应性质的研究,如平衡态下的磁化率和非平衡态下的输运系数等,是早期固体理论发展的原初动力之一。当朴素的经典粒子观经由量子力学原理和多体作用的锤炼升华至半经典粒子观后,进一步辅以对几何相位和拓扑性的深刻认识,人们终获得理解响应性质的完善、准确、颇具物理直观性的半经典理论框架。文章将介绍基于现代的电子粒子观和几何相位的半经典响应理论这一基本框架,并摘选热电响应、自旋输运、非线性响应、外禀机制这四个重要研究方向中的一些代表性问题,来解释半经典响应理论的内涵并展示其在固体物理研究中的价值。

堆积的腺嘌呤体系新失活通道的动力学模拟

采用半经典动力学方法模拟了激光诱导下π堆积的腺嘌呤体系最低激发态的失活过程.模拟激光脉冲仅作用于一个腺嘌呤分子.发现随着激发态腺嘌呤分子(A)与基态腺嘌呤分子(A′)之间距离的缩短,它们的相互作用显著增强.分子间的相互作用导致了一条新的失活通道,即C2原子与C2′原子靠拢成键,形成"成键的激基复合体"的中间体.中间体的寿命约为390fs.C2原子的畸变和H2′原子的环面外振动导致中间体失活.失活后C2-C2′断裂,释放的键能转化为分子动能,腺嘌呤分子恢复基态的平面结构.

堆积的胸腺嘧啶体系光物理失活的动力学模拟

采用半经典动力学方法模拟了π堆积的胸腺嘧啶体系最低激发态的光物理失活过程.设置激光脉冲仅作用于一个胸腺嘧啶分子T,另一胸腺嘧啶分子T'保持基态.模拟发现由于T与T'之间存在π堆积相互作用,导致电荷转移,形成T带负电荷、T'带正电符的激基复合物.由于相邻分子的空间效应阻碍了激发的T分子到达圆锥相交所必需的强烈扭曲,激基复合物的寿命比单体增长.当分子间距离缩短至0.3 nm后,T分子C_5—C_6键扭曲程度最大,此时发生电荷重组,两个胸腺嘧啶分子均恢复电中性.电荷重组诱导T'分子发生畸变,并在C_5'—C_6'扭曲最大时避免相交,体系衰减至基态,T和T'分子均恢复平面构型.

量子和经典力学描述核磁共振机理的比较

核磁共振测井是目前发展最快的测井方法，简要介绍了核磁共振测井方法和技术发展情况．核磁共振技术是核磁共振测井的基础，由于它涉及较深的微观理论，着重从量子力学和经典电动力学两个方面介绍核磁共振机理推导过程，并进行了研究和对比，说明两者的区别和联系，以明确核磁共振测井技术研究中的一些基本概念和术语．

分子动力学模拟飞秒激光对C_(60)光裂解反应机理的影响

基于半经典分子动力学方法模拟超快激光诱导的C60光裂解反应.选择能量为2.0eV,半峰全宽(FWHM)分别为40和500fs的激光作用于C60分子,调节脉冲强度使其发生裂解反应,比较长短脉宽飞秒激光对C60裂解反应机理的影响.通过分析产物分布、原子平衡指数、温度以及吸收能量(包括动能、势能和电子能量),证实飞秒激光脉冲下C60的光裂解主要由电子激发态控制,非热力学效应在该反应中起重要作用.激光场的作用时间和强度均影响光裂解反应过程,而电子吸收能量饱和后光场强度的作用则变得不明显.

经典理论中强激光场下的二维异核氢分子离子(HD^+)

采用经典理论的辛算法数值求解强场下二维共面异核氢分子离子(HD+)的Hamilton正则方程,得到了二维异核氢分子离子(HD+)在激光场作用下的经典轨迹,计算了HD+的存活几率、电离几率、解离几率、Coulomb爆炸几率及相应的电子位置与核间距随时间的演化,并分析了单色场强度变化对HD+动力学行为的影响,将HD+与同核氢分子离子(H2+)的动力学行为进行比较,给出了物理解释.

关于刚体动力学几个教学环节的探讨

刚体动力学是经典动力学的核心内容,也是教学的难点。刚体动力学教学中几个环节,包括刚体有限转动是否矢量的讨论、Euler运动学方程的推导方法、如何利用Euler有限转动定理和Euler参数确定坐标变换矩阵、非惯性系下动量矩定理的灵活应用、刚体转动与平动之间的联系、双自旋刚体卫星的稳定性。处理好这几个教学环节,可以巩固学生刚体动力学知识,激发学生对经典动力学的兴趣,培养学生的科研素质。

胸腺嘧啶-胞嘧啶二聚体光解离反应的动力学模拟

采用半经典动力学方法模拟了紫外辐射诱导下胸腺嘧啶-胞嘧啶二聚体(T<>C)光解离反应过程.采用FWHM=25 fs的激光激发游离的(T<>C),模拟发现解离是非协同过程,C5-C5′键先断裂,C6-C6′键随后断裂.解离后生成一个胸腺嘧啶单体和一个胞嘧啶单体,这两个分子在断键的同时衰减至基态.

利用基于直接动力学的轨线面跳跃方法处理非绝热过程

势能面交叉引起的非绝热过程广泛存在于光化学和光物理中。对这一过程进行描述是理论化学的重要挑战之一。非绝热过程涉及原子核与电子之间的耦合运动,因此量子化学的基本假设之一"玻恩-奥本海默"近似被打破,所以对其进行描述需要发展新的动力学理论方法。在这些方法中,Tully发展的最少轨线面跳跃方法凭借易于程序化、便于计算等优点已经发展成为处理非绝热问题的主要动力学方法之一。其中原子核以经典的方式在单一势能面上进行演化,电子以量子的方式沿着同一轨线进行演化。在整个演化过程中,非绝热跃迁通过轨线在不同势能面间的跃迁来描述,其中跳跃发生的几率与电子的演化有关。如果将该方法与从头算直接动力学相结合,可以在全原子水平上研究实际分子体系的非绝热动力学,给出其激发态寿命、非绝热动力学中分子的主要运动方式、反应通道以及分支比等重要信息。本文旨在讨论最少面跳跃直接动力学方法研究非绝热问题的一些进展,包括动力学基本理论,特别关注将最少面跳跃方法和直接动力学结合的数值实现细节,同时讨论该方法在研究实际体系当中的一些应用,并对轨线面跳跃方法下一步发展的一些方向进行合理的展望。