第1原理計算って…

質問

第1原理計算って何のためにつかうのですか？
用途や利便性などなどしっていることがあれば教えてください。

回答No.2

tnks · ベストアンサー

実際に第一原理計算を使って研究したりしている
わけでは無いので、詳しくは分かりませんが、

例えば物質開発とは言う分野で使われたりしています。
物質開発とは、デバイス等の材料として理想的な物質をコンピューター上で作り上げてその性質を第一原理計算の結果を見て議論する、みたいな事をします。

これまでに現実には存在しない物質を実験に先駆けて仮想的に設計し、新しい物質を作っていこうという感じだと思います。第一原理計算による物質開発によって、例えば無駄な実験が減らせるとかそいういうこと
だと思います。（実験が難しい超高圧下の物理も予想できたりします。）

物性の数値的な研究としては、第一原理計算によるものとモデル計算によるものの大きく二つに分けられます。
第一原理計算の有用性は、原子番号と格子定数等の物質固有のパラメターを代入すれば、（一体近似の範囲で）量子力学の基本方程式であるシュレディンガー方程式を解いてくれるので、計算結果を実験との比較をせずに信じることができるということだと思います。
（実際はなんらかのパラメターフィットをする場合もあると思いますが）
ただ、第一原理計算は基本的には一体近似（多数の電子の運動を一つの電子の運動に近似的に置きなおす事）範囲内の解法なので、例えば超伝導体などの電子の相関が強い様な物質ではその結果は十分では無いとされています。（近年いろいろな手法が考案されて改善されてきています）

逆にモデル計算の有用性は、物理が簡略化されて記述されるので、その本質が見え安いということだと思います。

一般に第一原理計算コードを独力で開発するのは困難で、普通は既存の配布されている（有料？）計算コードを使ったりします。

第一原理計算はバンド計算と呼ばれたりもします。
以下のURLを参考にしてください。

参考URL：

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/4765/INTRO/intro0.html

回答No.1

noname#11476

何のためといわれても、、、、、
根底にある量子力学からまともにモデルを作り計算する方法です。

ご存知と思いますが、現実の対象物は複雑でとても完全なモデルは作れませんから、大抵は経験則や色んな仮定、近似を用いたりします。
でも出来れば根底原理から計算できれば、その中身が良くわかるのでやってみたいですよね。