接下来,我们通过跟踪单个分子的运动路线,看看它的运动是否确实具有随机性,还是有某种趋势。
上式可通过在已有程序中加入以下一段语句来实现:
1.5 方均距离<R2>
从统计的角度来看,如果我们要模拟气体的扩散过程,那我们就需要非常大数量的分子数。而这里为了提高计算效率,我们只模拟了400个分子的运动,这样是否还能正确的反映气体扩散的统计学性质?为此,我们来讨论一下分子距原点的方均距离<R2>与计算步数的关系。
上式可通过在已有程序中加入以下一段语句来实现:
这段语句被加在程序的循环体内,并定义了一个N×2的矩阵rms,它的第一列用来存放步数,第二列用来记录<R2>。
接下来,我们就可以通过改变程序中的步长和分子数来研究它们和<R2>的关系。
这里,我们也可以从理论上来得到上面各个量的关系,从而通过比较来检验我们程序的准确性。
把公式(2)进一步展开可以得到下面的表达式: