径向分布函数 :用来研究物质有序性等的函数

更新时间:2023-09-22 18:04

统计力学中,粒子系统原子、分子、胶体等等)中,径向分布函数(也称为对关联函数)是描述粒子在参考粒子周围的平均数密度分布的函数。

对于均匀和各项同性体系,设参考粒子处于原点O,粒子平均数密度为ρ(rho),则距离O处r距离的局域时间平均密度为ρg(r)。

函数定义

径向分布函数(radial 广义函数 函数),又称对关联函数(pair correlation function),通常指的是给定某个粒子的坐标,其他粒子在空间的分布几率(离给定粒子多远)。所以径向分布函数既可以用来研究物质的有序性,也可以用来描述电子相关性

函数表示

径向分布函数通常用g(r,r')来表示。

对于 |r-r'| 比较小的情况,g(r,r') 主要表征的是原子的堆积状况及各个键之间的距离。对于长程的性质,由于对于给定的距离找到原子的几率基本上相同,所以g(r,r')随着|r-r'|的增大而变得平缓,最后趋向于恒值。通常定义 g(r,r')时,归一化的条件为 |r-r'| 趋向于无穷大时,g(r,r') 趋向于一。通常,对于晶体,由于其有序的结构,径向分布函数有长程的峰,而对于非晶物质(amorphous matter),则径向分布函数一般只有短程的峰。

同样的概念有时被用到描述电子相关性,如电子的对关联(pair correlation)指的就是给定一个电子,其它电子在此电子周围出现的几率。由于电子之间有库仑斥力,还有由于波函数反对称化的作用,所以对关联的具体形式比较复杂,尚未有解析的表达。有时候文献里提到的交换-关联空穴(exchange-correlation hole)也是基于对关联的概念。

对分布函数

对分布函数(pair 广义函数 函数)描述的是:在一定体积下,另一个粒子相距参考粒子一定距离处可以被发现的概率,其研究对象为一对粒子。对关联函数描述的则是:在一定体积下,相距参考粒子一定距离处的粒子密度,其研究对象为一群粒子,且通常与方向无关(因为粒子数很大、排列通常比较紧凑,所以可以忽略方向对分布的影响)。虽然两者的表达式很相似,但是所涉及到的粒子数不一样,可以把前者看成是后者的特殊情形。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}
友情链接: