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H (水素) から Lr (ローレンシウム) までの電子雲の断面を表示します。
原子の上での電子の存在確率を表示したものです。
一般には電子雲はランダムに生成した点で表しますが、
雲らしく見えるまで時間がかかるので、
ここでは存在確率を直接対数スケールで表示しています。
半径で見るとある軌道半径をピークとしてなだらかに分布していますが、
一点で見ると中心の原子核傍の存在確率が最も高くなっています。
このことから、電子が惑星のような回り方をしていないことがわかります。
このプログラムでは、
電子間の反発も含めたポテンシャルは半径のみで決まるとし、
また同じ軌道 (n,l が同じ) の電子は同じ動径波動関数として
シュレディンガー方程式を解いています。
このためかなり粗い近似となります。
動径は密度汎関数法による数値計算、方位角は解析解を用いています。
また、磁気量子数は 0,0,+1,+1,-1,-1,+2,……と仮定して描画しています。
参考文献
パソコンで描く水素原子 桜町晃生著 工学社
計算物理学 J.M.ティッセン著
松田和典・道廣嘉隆・谷村吉隆・高須昌子・吉江友照共訳
シュプリンガー・フェアラーク東京
パソコンによる計算物理入門 神藤欣一著 海文堂
化学Ⅱ化学結合と反応速度 森雄次ほか著 講談社
材料科学1=材料の微視的構造 C.R.バレット・W.D.ニックス・A.S.テテルマン共著
井形直弘・堂山昌男・岡村弘之共訳 培風館
渡辺尚貴のホームページ