相互作用エネルギー

物理学において、相互作用エネルギーとは、検討対象の物体間の 相互作用によって生じる総エネルギーへの寄与のことです。

相互作用エネルギーは通常、 物体の相対的な位置に依存します。たとえば、は電荷を持つ 2 つの物体間の静電相互作用エネルギーです。${\displaystyle Q_{1}Q_{2}/(4\pi \varepsilon _{0}\Delta r)}$${\displaystyle Q_{1}}$${\displaystyle Q_{2}}$

相互作用エネルギーを評価する最も簡単な方法は、物体の結合エネルギーとそれらのすべての孤立したエネルギーの差を計算することです。2つの物体AとBの場合、相互作用エネルギーは次のように表すことができます。 ^[1] ここで、 と は孤立した物体（モノマー）のエネルギー、 は相互作用する集合体（ダイマー）のエネルギー です。$${\displaystyle \Delta E_{\text{int}}=E(A,B)-\left(E(A)+E(B)\right),}$$${\displaystyle E(A)}$${\displaystyle E(B)}$${\displaystyle E(A,B)}$

N個のオブジェクトで構成されるより大きなシステムの場合、この手順を一般化して、多体相互作用エネルギーの合計を提供できます。

$${\displaystyle \Delta E_{\text{int}}=E(A_{1},A_{2},\dots ,A_{N})-\sum _{i=1}^{N}E(A_{i}).}$$

N 物体システム内のモノマー、ダイマー、トリマーなどのエネルギーを計算することで、2 体、3 体、および N 体までの相互作用エネルギーの完全なセットを導出できます。

超分子アプローチには、最終的な相互作用エネルギーが通常、計算の元となる総エネルギーよりもはるかに小さく、したがって相対的な不確実性がはるかに大きくなるという重大な欠点があります。有限の原子中心基底関数を使用して量子化学計算からエネルギーを導出する場合、基底関数の重ね合わせ誤差も、ある程度の人工的な安定化に寄与する可能性があります。

• エネルギー
• 力
• 交流
• 理想的な解決策
• 摂動論（量子力学）
• 潜在的