Lennard-Jonesi potentsiaal

Lennard-Jones potentsiaal (teised nimetused L-J potentsiaal, 6-12 potentsiaal, või 12-6 potentsiaal) on matemaatiliselt lihtne mudel, lähendamaks kahe neutraalse aatomi või molekuli vastastikust mõju. Selle aatomitevahelise potentsiaali kuju pakkus esimesena välja 1924. aastal John Lennard-Jones.

Graafik potentsiaalse energia sõltuvusest kaugusest 12-6 Lennard-Jonesi potentsiaali korral

Kõige levinumal juhul on L-J potentsiaal kirja pandud kujulː

$V_{\text{LJ}}=4\varepsilon \left[\left({\frac {\sigma }{r}}\right)^{12}-\left({\frac {\sigma }{r}}\right)^{6}\right]=\varepsilon \left[\left({\frac {r_{\text{m}}}{r}}\right)^{12}-2\left({\frac {r_{\text{m}}}{r}}\right)^{6}\right],$

kus ε on potentsiaaliaugu sügavus, σ on lõpliku suurusega kaugus, mille juures osakeste vaheline potentsiaal on võrdne nulliga, r on osakeste vaheline kaugus ja r_m on kaugus, mille juures potentsiaal on minimaalse väärtusega. Kaugusel r_m on potentsiaali väärtuseks −ε. Kaugused on omavahel seotud vastavalt r_m = 2^1/6σ ≈ 1,122σ. Neid parameetreid saab leida regressioonanalüüsi abiga, korrates katsetulemusi või sooritades kvantkeemia arvutusi. Kuigi leiduvad täpsemad potentsiaali kirjeldused, kasutatakse Lennard-Jonesi potentsiaali laialdaselt tema arvutusliku lihtsuse tõttu teadusarvutustes ja modelleerimises.