㈠ 模型和計算方法
由於物質分子通常包含有不止一個電子,所以求解分子的定態Schrodinger方程時,就會遇到一個難解的多體(J.A.Tossell and D.J.Vaughan,1992;唐敖慶等,1979;江逢霖,1987)問題。量子地球化學吸取了量子化學、理論固體物理學的新成果,使得求解復雜物質的Schrodinger方程成為可能。從1927年Heitler和London首先近似解出氫分子的量子力學方程,到20世紀70年代末,量子化學、理論固體物理學計算方法的研究工作基本完成,80年代計算軟體陸續問世,但其計算方法仍是量子化學和理論固體物理學的主要研究領域之一。有關詳細的計算方法請參考相關學科的專門著作。在這里僅簡要概述有關量子地球化學研究中所涉及的主要計算方法的綱要。
求解Schrodinger定態方程,首先是選擇物理模型和適合的計算方法。
物理模型可分為非局域(delocalized)和局域(localized)兩大類:前者是將周期性結構的固體作為整體處理,屬於無限分子模型,並用離子晶格(點陣)理論和能帶理論進行模擬計算;後者則是將結晶固體視為由許多分子簇(molecular clusters)所組成,選擇有限的分子簇來代表所研究的礦物的性質,如選取SiO4代表石英模型,為有限分子簇模型。非局域模型主要用於固體物理學的計算中。由於地球化學系統物質的復雜性,量子地球化學主要以局域有限分子簇模型進行計算研究,以減少計算中所處理的電子的個數,簡化計算。
在局域有限分子模型下,用以描述電子系統的方法有三大類方法體系,一類為獨立電子近似法(Independent Electron Approximation IEA),另一類為局部交換能量法(Xα),第三類為相關波函數法(Correlated Wave Functions,CWF)。在量子地球化學的研究中,獨立電子近似法和交換勢能法(MS-Xα)應用較廣,其精度一般可滿足地球化學研究的需要。但對於一些精度要求較高的量子地球化學研究則需採用相關波函數法進行較為精確的計算。
(1)獨立電子近似法(IEA)
獨立電子近似法是應用鮑林不相容原理,以單個電子波函數的積來替代體系中的多電子波函數,以解決難解的多體問題。它假定每一個電子是在原子核和其他電子的平均電荷密度所產生的勢場中運動。在量子力學中,這種單電子的運動狀態可由Hartree-Fock方程來描述:
地球化學原理與應用
式中:F為哈密頓算符;ε為單個電子的能量本徵值;ψi為描寫第i個電子運動狀態的波函數。
這樣就把一個N電子體系的多體電子問題,簡化為若干個單電子Hartree-Fock方程問題。求解單電子Hartree-Fock方程比求解一個N電子的定態Schrodinger方程要容易得多。
在進行了Hartree-Fock近似之後,可根據研究精度的要求而選取求解Schrodinger方程的解的方法,主要有嚴格、精確的Ab Inito Hartree-Fock法(也稱為從頭計演算法)和簡化近似計算方法,如全略微分重疊法(CNDO)和間略微分重疊法(INDO)。
Ab Inito Hartree-Fock計算嚴格、結果精確,但同時也難解、費時。Ab Inito Hartree-Fock法是首先選取一組波函數作為基組(basis set)來表示這些原子軌道,然後用自洽場(SCF)的方法求解出Schrodinger 方程的解,從而獲得描述所研究的物質分子的電子結構的波函數ψ。由從頭計演算法得到的可直接與實驗結果相比較的量,有軌道能量和體系總能量,所以由從頭計演算法可以直接獲得被研究對象的游離電勢、分子的平均幾何構型、化學反應的勢能面以及紫外與可見光譜的譜帶位置等。雖然,從頭計演算法具有計算嚴格、結果精確的特點,但是,由於從頭計演算法中有大量的中心積分計算,其計算量大得驚人,難解耗時。因而,在量子地球化學研究中,在不失去基本准確性的情況下,亦謀求一些簡化的近似計算方法,如CNDO法和INDO法。
CNDO法是在解方程中作零微分重疊,即只按最簡單方式引進電子-電子排斥能,而對兩個具有平行或反平行自旋的電子間實際存在的相互作用未予以適當考慮。CNDO法雖然大大地簡化了計算,但其所得的結果較為粗糙(J.A.Tossell and D.J.Vaughan,1992)。INDO法是CNDO法的改進方法,其保留了單中心積分中的單原子微分重疊,而略去了其他微分重疊。這樣使得 INDO 法既提高了結果的可靠性而又不增加太多的計算工作量。CNDO法和INDO法對只包含輕原子的小分子和大分子計算結果均很成功,但對包含重原子(例如過渡元素、稀有元素)的分子或晶體的計算結果不佳。
(2)局部交換能量法(Xα)
局部交換能量法是定量、半定量地考慮電子的交換作用能的統計平均方法。其計算工作量低於Ab Inito法,高於CNDO方法,以Muffin-Tin平均分子(唐敖慶等,1979;江逢霖,1987)分別求解Schrodinger方程應用較廣,也稱為MS-Xα法。MS- Xα主要應用於對稱性高的分子,計算結果十分令人滿意,如
(3)波函數法(CWF)
用相關波函數法求解定態Schrodinger方程,所得的結果在局域(localized)有限分子簇模型計算方法中是精度最高的。主要有組態相互作用(CI)和多體微擾理論(MBPT)。CI是目前計算相關能的主要方法。CI是把波函數按組態展開,而把組態函數按激發程度分類,在具體計算時,由於無法展開到包含很高激發程度的組態函數,三重激發以上的組態函數都被忽略(唐敖慶等,1979;江逢霖,1987)。
㈡ 有關量子化學計算
原子軌道通常是斯萊特型軌道,徑向波函數可以表示成R'(r)exp(-Cr),它的最大缺點是不易積分。如果表示成高斯型軌道[徑向波函數可和改以表示成R'(r)exp(-Cr^2)]的組合,用計算機求積分就容易得多喚遲判。用不同的高斯型軌道表示斯萊特型軌道就產生了不同的基組。
基組實際上就是近似表示原子軌道的方法,因而是構成波函數的基礎,如果把計算方法看作是薛定諤方程中的哈密頓算符,那就能認為基組決定了方程里的波函數。基組所表示的波函數是計算方法的運算對象,沒有基組就沒有量子化學意旦物義上的波函數。
因此,在量子化學里,同時具備了方法和基組才是完整的模型化學。
㈢ 量化交易是什麼
量化交易是指以先進的數學模型替代人為的主觀判斷,利用計算機技術磨氏族從龐大的歷史數據中海核燃選能帶來超額收益的多種「大概率」事件以制定策略,極大地減少了投資者情緒瞎弊波動的影響,避免在市場極度狂熱或悲觀的情況下作出非理性的投資決策。
㈣ 二氧化硫的孤對電子數如何算
SO2是平面V形分子。S原子最外層有6個電子,有2對和2個單電子。與O生成SO2以後,S原子分別用2個單電子和2個O原子成鍵(西格瑪鍵),然後S的1對電子分別與2個O原子的另一個電子形成4電子3中心的大π鍵。只餘下1對孤對電子。
公式1/2*(a-xb)
a------中心原子的價電子數
如S的價電子是6
b------配位原子的孤電子
如O的孤電子是2
x------是孤電子數目
如O的孤電子數目是2
由此可知SO2的孤對電子數是1
㈤ 量子化學的計算方法
主要分為:①分子軌道法(簡稱MO法,見分子軌道理論);②價鍵法(簡稱VB法,見價鍵理論)。以下只介紹分子軌道法,它是原子軌道對分子的推廣,即在物理模型中,假定分子中的每個電子在所有原子核和電子所產生的平均勢場中運動,即每個電子可由一個單電子函數(電子的坐標的函數)來表示它的運動狀態,並稱這個單電子函數為分子軌道,而整個分子的運動狀態則由分子所有的電子的分子軌道組成(乘積的線性組合),這就是分子軌道法名稱的由來。 開殼層體系是指體系中有未成對的電子(即有的殼層未充滿)。描述開殼層體系的波函數一般應取斯萊特行列式的線性組合,這樣,計算方案就將很復雜。然而對於開殼層體系的對應極大多重度(所謂多重度,指一個分子因總自旋角動量的不同而具有幾個能量相重的狀態)的狀態(即自旋角動量最大的狀態)來說,可以保持波函數的單斯萊特行列式形式(近似方法)。描述這類體系的最常用的方法是假設自旋向上的電子(自旋)和自旋向下的電子(β自旋)所處的分子軌道不同,即不限制自旋相反的同一對電子填入相同的分子軌道。這樣得到的HFR方程稱為非限制性的HFR方程,簡稱UHF方程。
原則上講,有了HFR方程(不論是RHF方程或是UHF方程),就可以計算任何多原子體系的電子結構和性質真正嚴格的計算稱之為從頭計演算法。RHF方程的極限能量與非相對論薛定諤方程的嚴格解之差稱為相關能。對於某些目的,還需要考慮體系的相關能。UHF方程考慮了相關能的一小部分,更精密的作法則須取多斯萊特行列式的線性組合形式的波函數,由變分法求得這些斯萊特行列式的組合系數。這些由一個斯萊特行列式或數個斯萊特行列式按某種方式組合所描述的分子的電子結構稱為組態,所以這種取多斯萊特行列式波函數的方法稱為組態相互作用法(簡稱CI)。
㈥ 量化電平的計算公式或者計算方法
大概搭啟賣猜你想了解的;
有一個要量化的模擬信號峰峰值電壓<=5v,量化比特旁毀數是8bit,就是一位元組寬度的二進制數據,那麼一位元組的二進制可表示0--255個數。先知逗假設模擬信號在單極性的 0--5v,要與0--255有對應關系,就是把5v分成255份,5/255=19.6mV。如果二進制數=5,那麼其對應的模擬電壓=19.6X5,反過來說,采樣周期內模擬電壓=98mV時,其量化數據=5;
先說這些,
㈦ 如何量化市場風險並計算可能的損失
市場風險是指由於各種不可控因素(如政治、經濟、自然災害等)導致資產價格、利率、匯率等波動,從而導致投資組合價值下降的風險。
對市場風險的量化和計算可採用以下方法:
1.歷史模擬法:根據歷史數據,以往的波動情況對未來的波動做出預測,並計算出投資組合的可能損失。
2.方差-協方差法:通過預測資產的年化收益率和標准差(波動率),然後確定它們之間的相關性來估亮源檔計投資組合的風險。使用這種方法,必須考裂行慮資產間的相關性和波動率。
3.蒙特卡羅模擬法:根據給定的概率分布和相關性,模擬大量的隨機路徑,以模擬未來風險並量化損失。
4.常例限製法:直接使用風險限制,如VAR(價值風險)和TVAR(條件價值風險)等限制,對投資組合風險進行控制。
在計算組合損失時,可以根據不同的敬亂置信度,對可能的最大損失進行估計,例如通過計算VaR(價值風險)或TVaR(條件價值風險)來分析投資組合損失。這種方法可以幫助投資者評估不同的投資組合風險並選擇最優的組合。