File:QuantumHarmonicOscillatorAnimation.gif
Материал из Викисклада, хранилища свободных медиафайлов
Перейти к навигации
Перейти к поиску
QuantumHarmonicOscillatorAnimation.gif (300 × 373 пкс, размер файла: 759 КБ, MIME-тип: image/gif, закольцованный, 97 фреймов)
Сведения о файле
Структурированные данные
Краткие подписи
Краткое описание
[править]ОписаниеQuantumHarmonicOscillatorAnimation.gif |
English: A harmonic oscillator in classical mechanics (A-B) and quantum mechanics (C-H). In (A-B), a ball, attached to a spring (gray line), oscillates back and forth. In (C-H), wavefunction solutions to the Time-Dependent Schrödinger Equation are shown for the same potential. The horizontal axis is position, the vertical axis is the real part (blue) or imaginary part (red) of the wavefunction. (C,D,E,F) are stationary states (energy eigenstates), which come from solutions to the Time-Independent Schrodinger Equation. (G-H) are non-stationary states, solutions to the Time-Dependent but not Time-Independent Schrödinger Equation. (G) is a randomly-generated superposition of the four states (E-F). H is a "coherent state" ("Glauber state") which somewhat resembles the classical state B.
العربية: مذبذب توافقي في الميكانيكا الكلاسيكية (A-B) وميكانيكا الكم (C-H). في (A-B)، كرة متصلة بنابض (خط رمادي)، تتأرجح ذهابًا وإيابًا. في (C-H)، يعرض حلول الدالة الموجية لمعادلة شرودنغر المعتمدة على الوقت لنفس الإمكانات. المحور الأفقي هو الموضع، والمحور العمودي هو الجزء الحقيقي (الأزرق) أو الجزء التخيلي (الأحمر) من دالة الموجة. (C ،D ،E ،F) هي حالات ثابتة (حالات الطاقة الذاتية)، والتي تأتي من حلول معادلة شرودنغر المستقلة عن الزمن. (G-H) هي حالات غير ثابتة، وهي حلول لمعادلة شرودنغر التي تعتمد على الوقت ولكنها ليست مستقلة عن الوقت. (G) هو تراكب أنشىء عشوائيًا للحالات الأربع (E-F). H هي "حالة متماسكة" ("حالة جلوبر") تشبه إلى حد ما الحالة الكلاسيكية B. |
Дата | |
Источник | Собственная работа |
Автор | Sbyrnes321 |
(* Source code written in Mathematica 6.0 by Steve Byrnes, Feb. 2011. This source code is public domain. *) (* Shows classical and quantum trajectory animations for a harmonic potential. Assume m=w=hbar=1. *) ClearAll["Global`*"] (*** Wavefunctions of the energy eigenstates ***) psi[n_, x_] := (2^n*n!)^(-1/2)*Pi^(-1/4)*Exp[-x^2/2]*HermiteH[n, x]; energy[n_] := n + 1/2; psit[n_, x_, t_] := psi[n, x] Exp[-I*energy[n]*t]; (*** A random time-dependent state ***) SeedRandom[1]; CoefList = Table[Random[]*Exp[2 Pi I Random[]], {n, 0, 4}]; CoefList = CoefList/Norm[CoefList]; Randpsi[x_, t_] := Sum[CoefList[[n + 1]]*psit[n, x, t], {n, 0, 4}]; (*** A coherent state (or "Glauber state") ***) CoherentState[b_, x_, t_] := Exp[-Abs[b]^2/2] Sum[b^n*(n!)^(-1/2)*psit[n, x, t], {n, 0, 15}]; (*** Make the classical plots...a red ball anchored to the origin by a gray spring. ***) classical1[t_, max_] := ListPlot[{{max Cos[t], 0}}, PlotStyle -> Directive[Red, AbsolutePointSize[15]]]; zigzag[x_] := Abs[(x + 0.25) - Round[x + 0.25]] - .25; spring[x_, left_, right_] := (.9 zigzag[3 (x - left)/(right - left)])/(1 + Abs[right - left]); classical2[t_, max_] := Plot[spring[x, -5, max Cos[t]], {x, -5, max Cos[t]}, PlotStyle -> Directive[Gray, Thick]]; classical3 = ListPlot[{{-5, 0}}, PlotStyle -> Directive[Black, AbsolutePointSize[7]]]; classical[t_, max_, label_] := Show[classical2[t, max], classical1[t, max], classical3, PlotRange -> {{-5, 5}, {-1, 1}}, Ticks -> None, Axes -> {False, True}, PlotLabel -> label, AxesOrigin -> {0, 0}]; (*** Put all the plots together ***) SetOptions[Plot, {PlotRange -> {-1, 1}, Ticks -> None, PlotStyle -> {Directive[Thick, Blue], Directive[Thick, Pink]}}]; MakeFrame[t_] := GraphicsGrid[ {{classical[t + 2, 1.5, "A"], classical[t, 3, "B"]}, {Plot[{Re[psit[0, x, t]], Im[psit[0, x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "C"], Plot[{Re[psit[1, x, t]], Im[psit[1, x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "D"]}, {Plot[{Re[psit[2, x, t]], Im[psit[2, x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "E"], Plot[{Re[psit[3, x, t]], Im[psit[3, x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "F"]}, {Plot[{Re[Randpsi[x, t]], Im[Randpsi[x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "G"], Plot[{Re[CoherentState[1, x, t]], Im[CoherentState[1, x, t]]}, {x, -5, 5}, PlotLabel -> "H"]} }, Frame -> All, ImageSize -> 300]; output = Table[MakeFrame[t], {t, 0, 4 Pi*96/97, 4 Pi/97}]; SetDirectory["C:\\Users\\Steve\\Desktop"] Export["test.gif", output]
Лицензирование
[править]Я, владелец авторских прав на это произведение, добровольно публикую его на условиях следующей лицензии:
Этот файл доступен на условиях Creative Commons CC0 1.0 Универсальной передачи в общественное достояние (Universal Public Domain Dedication). | |
Лица, связанные с работой над этим произведением, решили передать данное произведение в общественное достояние, отказавшись от всех прав на произведение по всему миру в рамках закона об авторских правах (а также связанных и смежных прав), в той степени, которую допускает закон. Вы можете копировать, изменять, распространять, исполнять данное произведение в любых целях, в том числе в коммерческих, без получения на это разрешения автора.
http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.enCC0Creative Commons Zero, Public Domain Dedicationfalsefalse |
История файла
Нажмите на дату/время, чтобы увидеть версию файла от того времени.
Дата/время | Миниатюра | Размеры | Участник | Примечание | |
---|---|---|---|---|---|
текущий | 09:16, 2 марта 2011 | 300 × 373 (759 КБ) | Sbyrnes321 (обсуждение | вклад) | Alter spring, to avoid the visual impression that the ball is rotating in a circle around the y-axis through the third dimension. | |
22:55, 1 марта 2011 | 300 × 373 (733 КБ) | Sbyrnes321 (обсуждение | вклад) | Add zigzag spring; shrink image to 300px width; increase frame count to 97. | ||
23:58, 27 февраля 2011 | 347 × 432 (707 КБ) | Sbyrnes321 (обсуждение | вклад) | Switched from 100 frames to 80 frames, to be under the 12.5-million-pixel limit for animations in wikipedia articles. | ||
23:06, 27 февраля 2011 | 347 × 432 (887 КБ) | Sbyrnes321 (обсуждение | вклад) | {{Information |Description ={{en|1=A harmonic oscillator in classical mechanics (A-B) and quantum mechanics (C-H). In (A-B), a ball, attached to a spring (gray line), oscillates back and forth. In (C-H), wavefunction solutions to the Time-Dependent Sch |
Вы не можете перезаписать этот файл.
Использование файла
Следующая страница использует этот файл:
Глобальное использование файла
Данный файл используется в следующих вики:
- Использование в af.wikipedia.org
- Использование в ar.wikipedia.org
- Использование в bn.wikipedia.org
- Использование в bs.wikipedia.org
- Использование в en.wikipedia.org
- Quantum mechanics
- Quantum harmonic oscillator
- Schrödinger equation
- Wave function
- Neural binding
- Stationary state
- User:Sbyrnes321
- Wikipedia:Featured picture candidates/May-2011
- Wikipedia:Featured picture candidates/Quantum Harmonic Oscillator
- User:Maschen/Schrödinger equation (exact solutions)
- User:Bob Rericha/Gather lists/12973 – Quantum
- Использование в en.wikiversity.org
- Использование в fa.wikipedia.org
- Использование в fr.wikipedia.org
- Использование в gl.wikipedia.org
- Использование в hi.wikipedia.org
- Использование в hr.wikipedia.org
- Использование в hy.wikipedia.org
- Использование в id.wikipedia.org
- Использование в it.wikipedia.org
- Использование в it.wikibooks.org
- Использование в ja.wikipedia.org
- Использование в ka.wikipedia.org
- Использование в mk.wikipedia.org
- Использование в my.wikipedia.org
- Использование в pa.wikipedia.org
- Использование в pl.wikipedia.org
- Использование в pnb.wikipedia.org
- Использование в ro.wikipedia.org
- Использование в ru.wikipedia.org
Просмотреть глобальное использование этого файла.