レポートについて(2018年度)

レポート課題

作成した2次元空間の分子シミュレーションプログラムの概要について説明してください。
(ソース(プログラム本文)はつけなくてよいです。)

これに加えて、下記から1~2課題を選択し、レポートしてください。

[梅コース]
  • 分子間の相互作用が無い状態で、「分子の運動エネルギーの平均」と「分子の速度の平均」の相関を調べてください。
  • 分子間の相互作用がある状態で、分子の初期速度と平衡状態(気体、液体、固体状態など)との相関を調べてください。
[竹コース]
  • 分子の衝突回数について調べてください。理論式(マッカーリサイモン(27.49)式など)との関連を検討してください。
  • 分子間相互作用がある状態で、分子の初期の運動エネルギー、平衡時の運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーの相関について検討してください。
[松コース]
  • 分子の速度分布、エネルギー分布を調べてください。
  • 分子の平均自由行程(マッカーリサイモンp.1167)を求めてください。
  • 2種の分子を混合した際の挙動(それぞれの平均運動エネルギーや平均速度など)について検討してください。

緒言-実験-考察 の様式で、ワードファイルで作成してください。
分子運動については、マッカーリサイモン(下)27章 などに記述があります。
理論から予測される結果と、シミュレーション(作成したプログラム)の結果の比較などがあると良いでしょう。
シミュレーション動作中の画面のsnapshotなどを入れてくれると良いと思います。

レポート締切: 2019/2/13(水)

提出先: 飯山までメールにて提出(tiiyama@shinshu-u.ac.jp)

温度について

温度は分子の運動エネルギーと次の式で対応付けられます。(2次元の場合)

 \displaystyle \langle \varepsilon_{\rm trans} \rangle = k_{\rm B} T 

上記の式から分子の初期速度を

 \displaystyle  v =  \sqrt{\frac{2 k_{\rm B} T}{m}} 

とすれば、対応する温度となります。