Berkas:QuantumHarmonicOscillatorAnimation.gif
Loncat ke navigasi
Loncat ke pencarian
Tak tersedia resolusi yang lebih tinggi.
QuantumHarmonicOscillatorAnimation.gif (300 × 373 piksel, ukuran berkas: 759 KB, tipe MIME: image/gif, melingkar, 97 frame)
Ringkasan
| Deskripsi |
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. |
| Tanggal | |
| Sumber | Karya sendiri |
| Pembuat | 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]
Lisensi
Saya, pemilik hak cipta dari karya ini, dengan ini menerbitkan berkas ini di bawah ketentuan berikut:
 
|
Berkas ini dilepaskan di bawah CC0 1.0 Dedikasi Domain Publik Universal Creative Commons. |
| Orang yang mengaitkan suatu karya dengan dokumen ini telah mendedikasikan karyanya sebagai domain publik dengan mengabaikan semua hak ciptanya di seluruh dunia menurut hukum hak cipta, termasuk semua hak yang terkait dan berhubungan, sejauh yang diakui hukum. Anda dapat menyalin, menyebarkan, dan mempertunjukkan karya, bahkan untuk tujuan komersial, tanpa meminta izin.
|
Riwayat berkas
Klik pada tanggal/waktu untuk melihat berkas ini pada saat tersebut.
| Tanggal/Waktu | Miniatur | Dimensi | Pengguna | Komentar | |
|---|---|---|---|---|---|
| terkini | 2 Maret 2011 10.16 | | 300 × 373 (759 KB) | wikimediacommons>Sbyrnes321 | Alter spring, to avoid the visual impression that the ball is rotating in a circle around the y-axis through the third dimension. |
Penggunaan berkas
2 halaman berikut menggunakan berkas ini:
