Wann ist die klassische Mechanik gültig, um die Bewegung von Atomen zu beschreiben?

In Molekulardynamik-Simulationen wird die Newtonsche Bewegungsgleichung verwendet, um die zeitliche Entwicklung des Systems zu berechnen. Einmal habe ich in einem Einführungstext gelesen, dass bei der thermischen de Broglie-Wellenlänge

Λ = H 2 π M k T
viel kleiner als der Abstand zwischen den Teilchen ist, ist die Verwendung der klassischen Mechanik gerechtfertigt und kann anstelle der Quantenmechanik verwendet werden. Warum? Ich meine, ich möchte von der Schrödinger-Gleichung oder einem darauf basierenden Satz (zB Satz von Ehrenfest) ausgehen und mit obigem Kriterium die Newtonsche Bewegungsgleichung erhalten.

Kannst du mir helfen?

Antworten (1)

Ich würde vom Ehrenfest-Theorem ausgehen,

D P D T = D v ( X ) D X
Erweitern der rechten Seite über X ,
D v ( X ) D X = D v ( X ) D X + D v ( X ) 2 D X 2 ( X X ) + 1 2 D v ( X ) 3 D X 3 ( X X ) 2 + Ö ( X 4 )
Jetzt, X X = 0 , Und ( X X ) 2 = σ X 2 , also wenn v ändert sich langsam X , können wir nur die ersten Terme der Erweiterung betrachten,
D P D T = D v ( X ) D X 1 2 σ X 2 D v ( X ) 3 D X 3
und nun zur Varianz σ X 2 zu vernachlässigen, können wir annehmen, dass die Größe der Wellenfunktion viel kleiner ist als die Variation des Potentials v . So erhalten wir das gewünschte Ergebnis
D P D T = D v ( X ) D X
Wir können dies so interpretieren, dass die räumliche Ausdehnung jeder Wellenfunktion, was praktisch die deBroglie-Wellenlänge bedeutet, viel kleiner sein muss als der Abstand von Teilchen, der die Quelle des Potentials darstellen kann v .