Potentiel de Lennard-Jones

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Le potentiel de Lennard-Jones, qui est plus précisément une énergie potentielle, est souvent utilisé[1] pour décrire les interactions entre deux atomes au sein d'un gaz monoatomique de type gaz rare. Son expression en fonction de la distance r entre les deux noyaux atomiques est :


E_p(r) \ = \ 4 \ E_0 \ \left[ \ \left( \frac{r_0}{r} \ \right)^{12} - \left( \frac{r_0}{r} \ \right)^{6} \ \right]


Des valeurs typiques pour l'argon sont : r_0 = 3.35 \ \AA et : E_0 \simeq 0.01 eV.


Le terme à la puissance 6, terme attractif dominant à grande distance, porte le nom d'interaction de Van der Waals ; on peut le démontrer rigoureusement dans le cadre de la physique classique. En revanche, l'exposant 12 du terme répulsif, dominant à courte distance, est empirique: il s'agit là de rendre compte de façon ad-hoc d'un effet purement quantique, le principe d'exclusion de Pauli, qui empêche l'interpénétration mutuelle des nuages électroniques de deux atomes.

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[modifier] Notes

  1. ↑ Notamment lors de simulations numériques de type dynamique moléculaire.