原子間に働く引力の最大値を与える原子間距離 $r_M$ が $r_M = (\frac{B}{7})^{\frac{1}{6}}\sigma$ で表されるとき、Bとして最も適した整数を求める問題です。引力の最大値を与える原子間距離$r_M$が、Lennard-Jonesポテンシャルから導出されるものであれば、$r_M = 2^{\frac{1}{6}}\sigma$となることが知られています。このことから、$r_M = (\frac{B}{7})^{\frac{1}{6}}\sigma = 2^{\frac{1}{6}}\sigma$ となるような整数Bを求めます。

応用数学物理ポテンシャル数式処理Lennard-Jones
2025/6/26

1. 問題の内容

原子間に働く引力の最大値を与える原子間距離 rMr_MrM=(B7)16σr_M = (\frac{B}{7})^{\frac{1}{6}}\sigma で表されるとき、Bとして最も適した整数を求める問題です。引力の最大値を与える原子間距離rMr_Mが、Lennard-Jonesポテンシャルから導出されるものであれば、rM=216σr_M = 2^{\frac{1}{6}}\sigmaとなることが知られています。このことから、rM=(B7)16σ=216σr_M = (\frac{B}{7})^{\frac{1}{6}}\sigma = 2^{\frac{1}{6}}\sigma となるような整数Bを求めます。

2. 解き方の手順

まず、rM=(B7)16σ=216σr_M = (\frac{B}{7})^{\frac{1}{6}}\sigma = 2^{\frac{1}{6}}\sigma という関係式から、B7=2\frac{B}{7}=2 という関係が導かれます。
両辺を7倍すると、
B=2×7B=2 \times 7
B=14B=14
したがって、Bとして最も適した整数は14です。

3. 最終的な答え

14

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