什么是分子动力学(Molecular Dynamics)？

分子动力学是研究原子和分子运动方式的学科。直接观察这些粒子并不总是可能的，因此科学家们用数学公式来研究分子动力学。这些公式被编入计算机，使科学家们能够模拟各种原子和分子的运动。虽然分子动力学研究中不使用真...

分子动力学是研究原子和分子运动方式的学科。直接观察这些粒子并不总是可能的，因此科学家们用数学公式来研究分子动力学。这些公式被编入计算机，使科学家们能够模拟各种原子和分子的运动。虽然分子动力学研究中不使用真实的粒子，但模拟的结果被认为是相当准确的带烧杯的科学家分子动力学研究是一种虚拟实验。通过研究虚拟分子的行为，科学家可以预测真实分子的行为。虽然没有使用真实的分子，这些模拟实验的结果被认为是准确的。调整方程中的某些参数可以使实验更精确。分子动力学模拟用于对粒子运动进行虚拟观察。在实验室中，对分子运动进行实际观察并不总是可能的或实际的，因此使用数学模拟和计算机建模来代替。这些类型的实验的好处是可以在较长的时间内观察到运动，可以从更近的距离观察到，并且，例如在实验室中不实用的极端压力或温度，计算机可以通过求解数学方程来显示原子和分子运动的可视化表示。这些方程基于牛顿定律，可以准确地预测大多数原子和分子的运动。模拟程序使用这些方程来表示作用在粒子上的力以及原子在三维空间中的运动，也可以用这些公式来跟踪原子或分子随时间的运动分子动力学也可以用来观察原子和分子之间的关系。模拟程序跟踪分子键的形成和断裂，并相应地调整方程组。虽然所用方程是基于牛顿运动定律，在大多数情况下，它们可以应用于非常小的粒子的运动，有时，控制量子粒子运动的定律必须用在分子动力学方程中才能正确地描述粒子运动。

发表于 2020-09-18 03:09
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分类：科学教育

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