Co to jest dynamika molekularna?

Dynamika molekularna to badanie sposobu poruszania się atomów i cząsteczek. Bezpośrednia obserwacja tych cząstek nie zawsze jest możliwa, więc naukowcy badają dynamikę molekularną przy użyciu wzorów matematycznych. Formuły te są programowane w komputerach, które pozwalają naukowcom symulować ruch różnych atomów i cząsteczek. Chociaż rzeczywiste cząstki nie są używane w badaniu dynamiki molekularnej. Wyniki symulacji są uważane za dość dokładne.

Badanie dynamiki molekularnej jest rodzajem eksperymentu wirtualnego. Badając zachowanie wirtualnych cząsteczek, naukowcy mogą przewidywać, jak mogą się zachowywać prawdziwe cząsteczki. Chociaż nie stosuje się żadnych rzeczywistych cząsteczek, wyniki tych symulowanych eksperymentów są uważane za dokładne. Dostosowanie niektórych parametrów w równaniach sprawia, że ​​eksperymenty są bardziej precyzyjne.

Symulacje dynamiki molekularnej stosuje się do wirtualnych obserwacji ruchu cząstek. W laboratorium nie zawsze jest to POSSobe lub praktyczne, aby dokonać faktycznych obserwacji ruchu molekularnego, dlatego zamiast tego stosuje się symulację matematyczną i modelowanie komputerowe. Korzyści z tego rodzaju eksperymentów polega na tym, że ruch można zaobserwować przez dłuższy czas, aby można go było zaobserwować od bliższych, a warunki, takie jak skrajności ciśnienia lub temperatury, które nie są praktyczne w laboratorium, można symulować.

Komputery

są w stanie pokazać wizualną reprezentację ruchu atomów i cząsteczek poprzez rozwiązanie równań matematycznych. Równania oparte są na przepisach Newtona i mogą dokładnie przewidzieć ruch większości atomów i cząsteczek. Programy symulacyjne wykorzystują równania do reprezentowania sił, które działają na cząstki i ruch atomów w przestrzeni trójwymiarowej. Możliwe jest również śledzenie ruchu atomu lub cząsteczki w czasie za pomocą tych wzorów.

Molecular DynamICS można również zastosować do obserwacji związków między atomami i cząsteczkami. Programy symulacyjne śledzą wiązania molekularne, które są uformowane i zepsute, oraz odpowiednio dostosowują równania. Chociaż zastosowane równania oparte są na prawach ruchu Newtona, w większości przypadków można je zastosować do ruchu bardzo małych cząstek. Czasami prawa rządzące ruchem cząstek kwantowych muszą być stosowane w równaniach dynamiki molekularnej, aby poprawnie opisywać ruch cząstek.