ヘリウム軌道計算 サンプルＪＡＶＡプログラム（ 原子核の線状運動 ）

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下のソースプログラムをそのままテキストエディタ（メモ帳など）にコピー and ペースト すれば、簡単にコンパイルと実行できる。
(この class file name は perpen なので、このテキストエディタを "perpen.java" とセーブしてコンパイルしてほしい。)
このプログラムでは、最初に 電子１の最初の y座標 r2 (MM) と ヘリウム の全エネルギー E の絶対値 (eV) を入力する。
ここでは、便宜のため、新しい単位を使っている。( 1 MM = 10^-14 meter, 1 SS = 10^-23 second )
それらを入力すると、電子が、1/4 周した後の Fig.19 における電子１の速度の x成分 と、軌道 1/4 周に含まれるド・ブロイ波の数 ( midWN ) が画面に表示される。
最初の ｙ座標は 計算ごとに自動的に +30 まで増加していく。

import java.util.Scanner;
class perpen {
 public static void main(String[] args) {   //  1SS = 10^-23 sec, 
                                         // two electrons start at right angles
 
 Scanner stdIn=new Scanner(System.in);    
                                       
                                       // input r2 and |E|
 System.out.println("r2 between nucleus and electron 1 (MM) ?");  
 double r=stdIn.nextDouble();
 System.out.println("total energy |E| in the herium (eV) ? ");  
 double E=stdIn.nextDouble();
 
 double me=9.1093826e-31; 
 double nucle=6.64465650e-27;
 double rm=(2*me*nucle)/(2*me+nucle); rm=rm*0.5;  // rm =reduced mass
 
 double pai=3.141592653589793; double epsi=8.85418781787346e-12;
 double h=6.62606896e-34; double ele=1.60217653e-19;
 double rtwo=Math.sqrt(2);  // rtwo=square root of 2

 for (int i=1;i < 30;i++) {      // repeat until r2=initial r2+30
                                
                             // calculation of initial VY from E and r2    
double poten=-(2*ele*ele*2)/(4*pai*epsi*r)+(ele*ele)/(4*pai*epsi*rtwo*r);
                             
                             //vya= total E-potential energy= kinetic energy  
double vya=-(E*1.60217646e-19)-poten*1.0e14; 
 if (vya > 0) {
              double vyb=0.0;  // vyb=initial velocity of one of two electrons (m/s)

   vyb=Math.sqrt(vya/me);       // initial states = usual electron mass 
 double VX=-vyb*1.0e-9;         // change m/sec to MM/SS
 
 double prexx=0.0; double VY=0.0; double WN=0.0; double preyy=r; 
 double xx,yy,vk,preVX,preWN,midWN;
  
 do {
    xx=prexx+VX; yy=preyy+VY;        //electron 1 position after 1SS
    preVX=VX;preWN=WN ;
    vk=VX*VX+VY*VY;                  //calculation of WN from VX,VY 
                                    // adding number of de Broglie waves
    WN=WN+(rm*vk*1.0e-5)/h;                       
                                   //calculation of VX,VY from Coulomb force
    double ra=Math.sqrt(prexx*prexx+preyy*preyy);       
    double rb=Math.sqrt(4.0*prexx*prexx+2.0*preyy*preyy);
    ra=ra*1.0e-14; rb=rb*1.0e-14; 
    prexx=prexx*1.0e-14; preyy=preyy*1.0e-14;
    double ac=(2*ele*ele)/(4*pai*epsi*rm);
                                        // change velocity VX from Coulomb force
    VX=VX+1.0e-32*ac*prexx*(-1.0/(ra*ra*ra)+1.0/(rb*rb*rb));   
                                        // change velocity VY from Coulomb force
    VY=VY+1.0e-32*ac*preyy*(-1.0/(ra*ra*ra)+0.5/(rb*rb*rb));
    prexx=xx;preyy=yy;
  
   } while (yy > 0);              //repeat above until electron 1 arive at x axis 
   if (VX > -0.00001 && VX < 0.00001) {    // last VX condition           
  System.out.print("r1: "+r+"   ");
  System.out.printf("VY:%.6f   ", VY);
  System.out.printf("VX:%.6f   ", VX);
  System.out.printf("preVX:%.6f  ", preVX);
  midWN=(preWN+WN)/2; System.out.printf("midWN:%.6f  \n", midWN);
    }
   }  r=r+1;
   }}}