平方反比離心位能中古典庫侖氣體之殼層結構

Shell structure of classical Coulomb gas in an inverse-square centrifugal potential

朱立人(Li-Jen Chu)

指導教授 ： 陳義裕

國立臺灣大學/理學院/物理研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2011.02602

摘要

我們研究一個古典三維的單種類庫侖氣體模型之結構，其中電子受到一外加位能 U(r) = 1/2r^2 – Z/r 之限制。我們利用分子動力(MD)電腦程式模擬研究殼層及殼層內結構的形成，提出理論分析該結構形成之條件並與實驗結果比對。

關鍵字

庫侖氣體 ； 殼層 ； 原子模型 ； 圖案形成

並列摘要

We study a spherical one-component plasma (SOCP) of electrons in a dimensionless confining potential U(r)=1/2r^2-Z/r in the zero-temperature limit. We explore the formation of shell structures and spherical lattices using molecular-dynamics simulations. A theoretical analysis of the mechanism of shell formation and lattice structures is also presented.

並列關鍵字

Coulomb gas ； shell structure ； atomic model ； pattern formation

參考文獻

[1] J. J. Thomson. On the structure of the atom.. Philos. Mag., 7(39):237–265, 1904.

[2] H. Totsuji. Numerical experiment on two-dimensional electron liquids. thermodynamic properties and onset of short-range order. Phys. Rev. A, 17:399, 1978.

[3] E. Wigner. Effects of the electron interaction on the energy levels of electrons in metals. Trans. Faraday. Soc., 34:678, 1938.

[4] V. Demmel H. Thomas, G. E. Morfill. Plasma crystal: Coulomb crystallization in a dusty plasma. Phys. Rev. Lett., 73(5):652, 1994.

[6] R. V. Langmuir R. F.Wuerker, H. Shelton. Electrodynamic containment of charged particles. J. Appl. Phys., 30:342, 1959.