熱放射の射出・吸収に関する分子動力学的研究

热辐射发射和吸收的分子动力学研究

• 批准号: 03650171
• 负责人: 庄司 正弘
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650171/
• 关键词: 熱放射; 分子動力学; 赤外線スペクトル; 遠赤外線スペクトル; 吸収断面積

先ず一酸化炭素を例に,液体と気体の各状態における振動(赤外線)及び回転(遠赤外線)スペクトルを分子動力学法により計算した.分子内振動は原子間にレナ-ド・ジョンズポテンシャルを仮定し,また原子間に静電荷によるク-ロン力が働くとして計算した.計算は温度120K,密度600kg/m^3(液体),60kg/m^3,6kg/m^3(気体)の3種の場合について,分子数108個を用い,周期境界条件を置いて,時間刻み2×10^<-16>secで行ない,10^6ステップの計算結果から系の双極子モ-メントの変動を求め,それから熱放射にとって重要な吸収断面積を計算した.計算結果によると遠赤外線(回転)スペクトルには液体,気体のいずれにおいても約50カイザ-位置にピ-クをもつが,液体の方がピ-ク値が小さく,スペクトルは広い振動数範囲に分布する.また,気体についての結果は量子論から求まるものとよく一致する.次に実用上要重な水及び水蒸気について,特にその回転スペクトル(遠赤外線スペクトル)に注目して同様の計算を行なった.水分子のモデルとしてはBNSモデルを採用した.水の場合,特に液体状態では計算時間の制限から扱える分子数に限りがあること,周期境界条件を用いたことなどにより,これらの原因による特有の指向性が現れるという問題があるが,その制約内では実験事実と定性的によく一致する結果が得られた.上記2つの計算結果から明らかなように,分子動力学法は赤外及び遠赤外線スペクトルの計算に有効であることが判明した.

For example, the molecular dynamics method is used to calculate the vibration (infrared ray) and resonance (far infrared ray) of various states of liquid and carbon. The intramolecular vibration is determined by the interatomic electrostatic charge. Calculation of temperature 120K, density 600kg/m^3(liquid),60kg/m^3, 6 kg/m^3(gas) in three cases, molecular number 108 in the middle, periodic boundary conditions set in the middle, time interval 2×10^<-16>sec line, 10^6 in the calculation results from the system of dipole-change in motion, calculation of thermal radiation in the important absorption area. The calculation results show that the far infrared ray (infrared ray) is selected from the liquid, the medium of the gas is selected from the liquid, and the medium of the liquid is selected from the liquid. The result of quantum theory is consistent with that of quantum theory. The second is to use the important water and water vapor, especially the return to the original (far infrared) to pay attention to the calculation of the same. The water molecule is not used. In the case of water, especially in the liquid state, the limit of calculation time is limited, the limit of molecular number is limited, the periodic boundary condition is used, the reason is special, the directivity is found, the problem is solved, the restriction is solved, the qualitative result is obtained. The calculation results of the above note 2 show that the molecular dynamics method has the advantages of infrared and far infrared calculation.

项目成果

松本 壮平,庄司 正弘,小竹 進: "分子動力学法による遠赤外線スペクトルの研究" 日本機械学会論文集. 57. 3306-3309 (1991)

Sohei Matsumoto、Masahiro Shoji、Susumu Kotake：“通过分子动力学方法研究远红外光谱”日本机械工程学会会刊 57. 3306-3309 (1991)。