12、分子物理与化学模拟：JENA软件概述及相关基础概念

分子物理与化学模拟：JENA软件概述及相关基础概念

在分子物理与化学的研究中，JENA软件为我们提供了强大的模拟工具。它能够模拟分子系统的各种行为，下面将详细介绍JENA软件的相关特点以及分子系统中的基本组成部分。

1. JENA软件的特点

JENA软件在模拟分子系统方面具有独特的优势。其模拟的分子系统被嵌入到一个三维笛卡尔坐标系中的长方体中，该长方体由许多小的立方体体积元素组成，这些体积元素是粒子、原子、离子、分子等的最小单位（晶格）。

• 动态膜与可变分隔符 ：外部力可暂时打开和关闭闸门，用于分隔符和膜的粒子可作为化学反应的底物或催化剂，从而使分隔符和膜能够溶解。剩余无键连接的单个粒子可移动并可能被进一步反应降解。此外，还能在任意离散时间点通过配置将粒子放入分子系统，这一特性可用于实时创建分隔符和膜，使软件在建模和模拟方面更加灵活。
• 模拟与分析 ：系统行为的模拟是将所有离散时间点的配置相加，形成日志数据集。该数据集用于后续的可视化和分析。可视化可以从可自由配置的观察者视角或平行于坐标系两个轴的任意平面（层）展示系统的配置系列。分析则通过评估数据集得到直方图和图表，可展示原子、离子、分子和粒子的丰度随时间的变化，还能提供单个分子或粒子的空间轨迹。此外，温度、速度分布、碰撞频率和不同能量形式的百分比等统计参数也完善了JENA的分析功能。

2. 分子系统的基本组成部分

分子系统主要由原子、离子、分子和粒子组成，下面分别介绍它们的特点。

2.1 原子

原子是构成物质的球形组件