高分子高斯鏈

2022-07-30 19:48:11 字數 1014 閱讀 3634

如前所述,忽略長程相互作用的模型給出的鏈的總體統計性質不依賴於鏈的細節。因此,要得到鏈的整體描述,我們可以採用數學上盡可能簡單的模型。前面講的格仔模型就是乙個好的例子。

高分子的各種非格仔模型中,高斯鏈模型在數學上最為簡單。該模型認為,鍵向量\(\mathbf r\)本身也是柔性的,並符合高斯統計:

\begin

p(\mathbf r) = \left (\frac\right )^\exp \left (-\frac\right )

\tag\label

\end

將第\(n\)個鏈節的位置向量記作\(\mathbf r_n\),則鍵向量\(\mathbf r_n=\mathbf r_n-\mathbf r_\)分布由\eqref式給出,則各鏈節鍵向量的集合\(\\equiv (\mathbf r_1,\mathbf r_2,\cdots,\mathbf r_n)\)的概率分布正比於

圖1.3 高斯鏈(珠簧模型)

如圖1.3所示,高斯鏈可看做鏈節用彈簧相連所組成的鏈,彈簧的自然伸長為0。設彈簧勁度係數為\(k\),則鏈的勢能為

\begin

u = \frack\sum_^n(\mathbf r_-\mathbf r_)^2

\tag\label

\end

鏈的平衡狀態的分布函式正比於\(\exp(-u/k_bt)\)。因此,彈簧勁度係數可選為

\begin

k = \frac

\tag\label

\end

這樣鏈的平衡態分布函式就與\eqref式一樣了。由於這裡把鍵看做彈簧,因此高斯鏈模型也常稱為珠簧模型。

高分子理想鏈的隨機行走模型

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高分子鏈的自避隨機行走模型

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