双原子分子振动对热力学性质的影响  

Effect of vibration on the thermodynamic properties of diatomic molecules

作　　者：刘国跃[1] 孙卫国[2,3] 

机构地区：[1]绵阳师范学院理论物理研究所,绵阳621000 [2]西华大学物理与化学学院,先进计算研究中心,成都610039 [3]四川大学原子与分子物理研究所,成都610065

出　　处：《中国科学：化学》2012年第8期1196-1201,共6页SCIENTIA SINICA Chimica

基　　金：国家自然科学基金(11074204);教育部博士点基金(20100181110085);四川省教育厅重点科研项目(2010ZA109);高性能科学计算四川省高校重点实验室基金;西华大学原子与分子物理重点学科资助

摘　　要：本文在分析了双原子分子振动能级的完备性和有限性及其对统计计算带来的影响的基础上,借助代数(AM)方法得到的双原子分子振动能级完全集合,采用量子力学统计系综方法,讨论了双原子分子振动能量对宏观热力学性质的统计贡献,并以氮气为例计算了相应的热力学函数和振动热容量.结果表明,真实的双原子分子振动能级是有限的;确定最高振动量子数和振动能级完全集合是正确进行统计分析的基础和关键;考虑振动能级的完备性和有限性后,只能导致数值解而不是解析解,所得的结果优于谐振子模型的解析结果,与实验数据吻合得很好.Based on the analysis of completeness and finite bound of diatomic molecular vibrational levels, the relative influence of correct vibrational motion to statistical quantities are discussed. Using the creditable AM （algebraic method） vibrational energies, the nitrogen vibrational heat capacity and thermodynamic quantities are studied. The results show that correct vibrational description and vibrational energies are key factors in calculating thermodynamic quantities, the AM thermodynamic quantities are much superior to the ones of harmonic oscillator model, and the agreement between the AM results and the known experiment data is much better than that of the harmonic model.

关 键 词：双原子分子 最高振动量子数 量子系综理论 热力学性质 摩尔热容量 

分 类 号：O561[理学—原子与分子物理]