基于Origin的多种夫兰克-赫兹实验数据处理方式

夫兰克-赫兹实验数据处理的核心是从原始数据中抽提准确的极大值和极小值,即峰和谷中心位置,这是获得第一激发电位的基础。本文首先介绍了Origin软件对此问题的一般处理方法,包括手动拾峰、自动寻峰、数值差分。接着提出利用Origin软件插值、拟合功能精确处理该问题的多种方法,包括样条插值、多峰拟合和单峰拟合。结果显示对整体数据直接多项式拟合是不可取的,样条插值、单峰多项式拟合或Gauss拟合是较好的选择。Origin处理该实验时原理清晰、无需编程、操作简单、处理快速、结果精确,有利于提高学生数据处理和分析问题的能力、培养学生科学严谨的态度、激发学生对数值算法的兴趣,进而提高教学质量。     

基于非谐力场的HOI分子振动光谱研究

应用包含非迭代三激发(CCSD(T))、迭代三激发(CC3)及其变体(CCSDT-3)的耦合簇理论(CC)和密度泛函理论(DFT)之B3LYP方法,使用直到五阶的自洽相关一致基组aug-cc-pVxZ/aug-cc-pVxZ-PP(x=T, Q, 5),首先优化出HOI的平衡结构,接着在该结构附近采样势能点并将其在简正坐标下拟合成直到四阶的多项式力场,依据该力场结合振动自洽场(VSCF)、振动组态相互作用(VCI)和二阶振动微扰理论(VPT2)进行非谐振动分析,精确预期了HOI的基频、直到v₁+v₂+v₃=3的和频与倍频,得到其转动常数、旋振相互作用常数、非谐性常数和离心畸变常数,同时振子强度被估计,氘取代效应被进一步考察。结果表明：当前计算值与已知实验结果符合良好,其中耦合簇理论计算的振动光谱常数更加可靠,DFT误差明显偏大,但两者计算的振动频率却相当一致;并非基组越大,计算得到的非谐振动常数/频率与实验更符合,总体来讲CC3和CCSDT-3的结果更值得信赖;HOI/DOI都没有共振发生。     

NaC分子基态及其低电子激发态

运用包含Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法结合6-311++G(3df,3pd)基组计算了NaC分子基态(X4∑)以及三个低电子激发态(a2Π, b2∑, A4Π)的势能曲线(PECs), 确定出相应态的平衡键长Re和垂直激发能Te. 然后将PECs拟合到Murrel-Sorbie(MS)解析势能函数形式, 继而获得各态的光谱数据: 谐振频率ωe、离解能De、非谐性常数ωeΧe、转动常数Be、Drot和振转耦合常数αe. 计算结果表明: X4∑、a2Π、b2∑是三个束缚电子态. 基态X4∑的平衡键长为0.2259 nm, 谐振频率为431 cm-1, 离解能为1.92 eV, 目前计算值与实验结果和其它理论值一致. a2Π和b2∑激发态的核间距、谐振频率分别为0.2447、0.2369 nm 和329、335 cm-1, Te分别为1.58 和1.75eV, De则为0.71和0.42 eV. A4Π态为排斥态, 其相对基态的垂直激发能为2.48 eV. 通过求解核运动的薛定谔方程找到了转动量子数J=0时NaC分子三个低电子态(X4∑, a2Π, b2∑)的全部振动能级和转动惯量.     

金团簇结构的人工蜂群算法研究

采用具有群体智能的蜂群优化算法(ABC)结合半经验Gupta原子间相互作用势对金团簇Au_n(n=2~100)的稳定结构、结合能(Eb)、平均结合能(Eab)、平均间距(ra)、对称性(PG)、一阶差分(ΔE1)和二阶差分(ΔE2)进行了研究.结果表明:一、ABC算法在中小尺度团簇上具有良好的全局寻优能力,其与遗传算法(GA)、动态格点搜索(DLS)等算法结果吻合非常好,当团簇尺度增大时,与其它算法一样,标准ABC算法的全局最优搜索能力也逐渐减弱;二、ABC算法中三参数取值对最优解获取有直接影响,当团簇尺度n小于60时,中等参数值即能获得最优解,当n大于60时,为平衡计算时间和精度,较大的最大迭代次数(g_(max))、中等或偏小的可行解尺度(SN)和最大侦查蜂数目(glimit)取值是一种较好的选择;三、通过对ABC和文献结果比较,几个金团簇的新低能结构被提出和确认,另外,本文首次对Au_(91)~Au_(99)进行了系统描述.     

LiC分子基态及其低电子激发态的多参考组态相互作用方法研究

采用包含Davidson修正的多参考组态相互作用(MRCI+Q)方法结合6-311++G(3df,3pd)基组计算了LiC分子基态(X4Σ-)以及五个低电子激发态(a2Π,b2Δ,c2Σ-,d2Σ+,A4Π)的势能曲线.将得到的势能曲线拟合到Murrell-Sorbie解析势能函数形式,确定了对应态的平衡结构Re、谐振频率ωe和离解能De等光谱数据,计算值与仅有的几个其他结果进行了比较.通过求解核运动的薛定谔方程首次报道了LiC分子几个低电子态在J=0下的振动能级、转动惯量和六个离心畸变常数(Dν,Hν,Lν,Mν,Nν和Oν).     

金团簇结构的人工蜂群算法研究

采用具有群体智能的蜂群优化算法(ABC)结合半经验Gupta原子间相互作用势对金团簇Aun(n=2~100)的稳定结构、结合能(Eb)、平均结合能(Eab)、平均间距(ra)、对称性(PG)、一阶差分(∆E1)和二阶差分(∆E2)进行了研究。结果表明: 一、ABC算法在中小尺度团簇上具有良好的全局寻优能力,其与遗传算法(GA)、动态格点搜索(DLS)等算法结果吻合非常好,当团簇尺度增大时,与其它算法一样,标准ABC算法的全局最优搜索能力也逐渐减弱;二、ABC算法中三参数取值对最优解获取有直接影响,当团簇尺度n小于60时,中等参数值即能获得最优解,当n大于60时,为平衡计算时间和精度,较大的最大迭代次数(gmax)、中等或偏小的可行解尺度(SN)和最大侦查蜂数目(glimit)取值是一种较好的选择;三、通过对ABC和文献结果比较,几个金团簇的新低能结构被提出和确认,另外,本文首次对Au91~Au99进行了系统描述。     

金团簇结构的人工蜂群算法研究

采用具有群体智能的蜂群优化算法(ABC)结合半经验Gupta原子间相互作用势对金团簇Aun(n=2~100)的稳定结构、结合能(Eb)、平均结合能(Eab)、平均间距(ra)、对称性(PG)、一阶差分(∆E1)和二阶差分(∆E2)进行了研究。结果表明: 一、ABC算法在中小尺度团簇上具有良好的全局寻优能力,其与遗传算法(GA)、动态格点搜索(DLS)等算法结果吻合非常好,当团簇尺度增大时,与其它算法一样,标准ABC算法的全局最优搜索能力也逐渐减弱;二、ABC算法中三参数取值对最优解获取有直接影响,当团簇尺度n小于60时,中等参数值即能获得最优解,当n大于60时,为平衡计算时间和精度,较大的最大迭代次数(gmax)、中等或偏小的可行解尺度(SN)和最大侦查蜂数目(glimit)取值是一种较好的选择;三、通过对ABC和文献结果比较,几个金团簇的新低能结构被提出和确认,另外,本文首次对Au91~Au99进行了系统描述。