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プログラミング、3DCGとその他いろいろについて

かんたん量子力学 電子雲ビューアー(量子数制限なしバージョン)

前回の電子雲ビューアーは、高校の教科書に書いてある内容との対応関係をわかりやすく強調したために、表示できる電子雲の種類に制限がありました。今回はその制限を外します。おかげで、いろんな種類の電子雲を見ることができます。


電子雲ビューアー

表示する電子雲 主量子数(電子殻の番号):

操作方法

3Dキャンバス

マウスのホイールを回す:カメラを前後に移動する。

マウスをドラッグする:カメラを回転する。

マウスを右ドラッグする:カメラを平行移動する。

入力欄

主量子数:表示する電子がどの電子殻に属するものなのかを設定します。

灰色のボタンたち:それぞれが電子を表します。クリックするとその電子が3Dキャンバスに表示されます。

解説

これは前回と同じく、電子を量子力学的に表す「電子雲」を表示するプログラムです。

前回は、周期表と原子の図から電子を選ぶやり方でしたが、そのやり方には図に描かれていない状態の電子は表示できないという欠点がありました。今回は、量子数によるより根本的な電子の表し方を採用していて、よりたくさんの種類の電子雲を表示できます。

量子数というのは原子の周りにある電子の状態をシュレディンガー方程式で解いた時に自然に現れる数のことです。この数によって電子雲の形が決まります。マウスでボタンをクリックすると量子数が変わり、表示される電子雲も変わります。

前回のやり方は、今回のやり方の一面に過ぎません。わかりやすい代わりに自由がないのです。今回のシミュレーションがあれば前回のはほとんど必要ないとも言えます。ただまあ、古い知識と新しい知識を比較するというのも大切ですからね。

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