关于态密度的理解求助

JAmChemSoc

    最近看到一篇文章，在算出来MD过程中分子的激发能涨落后，又给出了DOS图（态密度）。而这个DOS图的峰值又和激发能涨落的平均值吻合。是不是所有的情况都是类似？
    http://sobereva.com/482中说态密度指的是单位能量区间内分子轨道的数目。我想问一下，我们画这个图的意义是什么呢？？

wzkchem5

这个DOS和sob老师博文的DOS不是一个意思。前者是多电子波函数的态密度，后者是单电子波函数的态密度。一般如果不加定语，默认指的是后者。
至于DOS图的峰值和激发能涨落的平均值吻合，这是by definition正确的，因为某个能量下的态密度本来就是某个电子态的能量等于该能量的概率

JAmChemSoc

wzkchem5 发表于 2021-3-14 16:28
这个DOS和sob老师博文的DOS不是一个意思。前者是多电子波函数的态密度，后者是单电子波函数的态密度。一般 ...

谢谢老师的回复，我刚接触量化不久，很多东西还没明白。关于您“某个能量下的态密度本来就是某个电子态的能量等于该能量的概率” 这句话我不是很理解，您抽出时间了能帮我解释一下吗。
还有就是我想知道这个图的右边的DOS的数据可以如何得到？  这个图中算的是四种小分子，多帧结构的第一激发能，那么为什么右边只给出了四条曲线呢，不是每一帧结构都能算一个DOS吗？   
可能问题比较傻瓜，但是我是真的不懂

wzkchem5

JAmChemSoc 发表于 2021-3-14 22:28
谢谢老师的回复，我刚接触量化不久，很多东西还没明白。关于您“某个能量下的态密度本来就是某个电子态的 ...

自己去查一下态密度的定义，最好用谷歌/维基，不要用百度。如果不懂，摘出你不懂的句子，针对性地问。
首先要明确一个概念，分子的（不是特别高的）能级是分立的，而固体的能级是连续的。这个结论对单电子波函数和多电子波函数都成立。所以如果按固体画DOS的画法（也就是你想的那种画法）画分子的DOS，画出来是若干条垂直于x轴的线，也就是宽度等于0的统计分布，因为只有某些特定的、分立的能量处才有能态。只有对分子的所有构象做统计平均，才能画出这种宽度大于0的分布。所以说，这篇文献这种DOS和固体的DOS其实有两点区别：（1）文献的DOS是基于多电子波函数的，固体的DOS是基于单电子波函数的；（2）文献的DOS是对分子的所有构象做Boltzmann平均的，固体的DOS一般不做构象平均（尽管原理上也可以做）。我之前只提了第一个区别

sobereva

你贴的这个图体现的是模拟过程中激发态（相对于基态能级而言）在不同能量范围的出现概率。比较简单的方式是对激发能用诸如Origin做个频数统计并绘图，再折算成DOS的单位

JAmChemSoc

wzkchem5 发表于 2021-3-15 01:07
自己去查一下态密度的定义，最好用谷歌/维基，不要用百度。如果不懂，摘出你不懂的句子，针对性地问。
...

好的，我再查一下，多谢老师的解答

JAmChemSoc

sobereva 发表于 2021-3-15 04:42
你贴的这个图体现的是模拟过程中激发态（相对于基态能级而言）在不同能量范围的出现概率。比较简单的方式是 ...

多谢sob老师，那就是我可以直接理解为这是一个激发能的频率分布图吧？  他为什么不直接用频率表示，而用DOS表示呢，有什么优势吗？
还有就是关于频数分布的值要换算到他这个DOS[a.u.]单位，应该怎么换算的呢（我没查出来DOS[a.u.]单位是什么）？

wzkchem5

JAmChemSoc 发表于 2021-3-15 09:54
多谢sob老师，那就是我可以直接理解为这是一个激发能的频率分布图吧？  他为什么不直接用频率表示，而用D ...

对，写成频率还是DOS只是一个记号问题
a.u.在此处指的是arbitrary unit，没有任何意义，可以把整个DOS乘以一个任意的因子而不改变物理意义

JAmChemSoc

wzkchem5 发表于 2021-3-15 19:07
对，写成频率还是DOS只是一个记号问题
a.u.在此处指的是arbitrary unit，没有任何意义，可以把整个DOS乘 ...

哦哦，原来还可以这样表示啊，明白了（作为量化小白，感觉还不如直接用频率表示来的直接）