在我们自己提出的改进分析型EAM(MAEAM)模型的基础上，进一步完善了hop和 boc金属的WAEAM理论，不再运用截尾函数。结合MD方法系统计算了boc和hop金属的晶体缺陷性质及其声子谱。构筑了TiAl 、FeAl、 CoAl和 NiAl金属间化合物的MAEAM势，运用这些势和MD方法系统地计算了它们的缺陷性质（空位、反位置、双空位及扩散性质），利用MAEAM模型及蒙特卡洛方法改编了合金表面聚集的计算程序，成功地计算了Au-Cu等合金系的表面聚集。所有这些计算不但与实验相吻合，而且纠正了文献中用Baskes原EAM模型计算的某些不合理结果。本项目的完成标志着MAEAM理论趋于成熟，具有重要科学意义，为原子尺次计算材料科学建立及应用奠定了更坚实的基础。华夏英才基金支持项目负责人出版专著。

原子核模型(nuclearmodels)在实验事实的基础上建立的描述核结构的模型。由于至今对于核力还不能作严格而全面的描述，为了说明核结构特性，只能在实验事实的基础上建立有关核结构的唯象的模型，再将由此得出的结果与更多的实验事实作比较，使之完善充实。这种模型的研究方法往往成为新的理论和实验研究的起点。

近一个世纪以来，我们之所以没有建立起一个相对完善的原子模型，是因为缺乏一个有效的原子核模型。

粒子模型原子核的场结构与核外电子的运动轨道

首先让我们先回顾一下氢原子的场结构与核外电子的运动轨道，参见图2-7。我们以硼11为例展开讨论(忽略中性场的作用)。

图7-3中c的中心纵向剖视图如图7-4所示。从图7-4中可以看出，硼11原子核的极性场分列四个象限中，且相邻象限的极性场相互垂直。每个象限的极性场由核表面两个质子侧面上的(混合)极性场组成，且它们具有相同方向。这四个方向上的极性场，在原子核物理中称作原子核的四极矩。

当核外电子进入原子核的极性场中时，电子受到极性耦合引力的作用而改变运动方向。不考虑原子核中性场的引力作用，绕核运动的电子轨道呈正八边形，每个极性场对电子产生平均45度的偏转作用。

所有原子核都具有四极矩的性质，所不同的是每个极的极性场个数，最少的为1，如氢核、氦核；原子核越大每个极的极性场个数越多。但每个极都对核外电子产生90度的偏转作用，每个极的极性场个数越多，电子轨道越接近于圆形。

粒子模型原子核的轴向对称结构与核外电子的分布

以碳12原子为例，如图7-5所示。核外电子轨道沿原子核中轴线呈左右对称分布，这就是电子壳层模型中电子的数量均为2的倍数的原因；从外到内依次为1s、2s、2p轨道，且轨道半径依次增大。

当分别从两端观察1s轨道两个电子的运动方向时，我们会看到两个电子的运动方向正好相反，即一个顺时针运动，另一个逆时针运动。如果从同一端观察，在轨道上所有核外电子沿相同的方向运动。由于电子的自转方向与轨道运动方向是一致的，因此实际观测1s轨道上的两个电子的自转方向相反。这就是W.泡利不相容原理的本质。

玻尔原子模型发展

1916年，爱因斯坦从玻尔的原子理论出发用统计的方法分析了物质的吸收和发射辐射的过程，导出了普朗克辐射定律。爱因斯坦的这一工作综合了量子论第一阶段的成就，把普朗克、爱因斯坦、玻尔三人的工作结合成一个整体。

玻尔原子模型局限性

玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。但对于稍微复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象。这说明玻尔理论还没有完全揭示微观粒子运动的规律。它的不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。

实际上，原子中电子的坐标没有确定的值。因此，我们只能说某时刻电子在某点附近单位体积内出现的概率是多少，而不能把电子的运动看做一个具有确定坐标的质点的轨道运动。（测不准原理）

当原子处于不同状态时，电子在各处出现的概率是不一样的。如果用疏密不同的点表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像云雾一样，可以形象地把它称作电子云（electron cloud）