利用Python绘制氢原子3d态电子云图样
时间: 2023-06-20 08:08:46 浏览: 200
基于python的3D图绘制与实现
好的,我可以回答您的问题。您可以使用Python中的matplotlib和mayavi库来绘制氢原子3D态电子云图样。具体实现方式是,先用Python计算氢原子的波函数,然后利用计算结果生成3D态电子云图样。以下是示例代码:
```python
import numpy as np
from mayavi import mlab
# 计算氢原子的波函数
def psi(n, l, m, rho, phi, theta):
a0 = 1
R_nl = np.sqrt((2 / n / a0) ** 3 * np.math.factorial(n - l - 1) / 2 / n / np.math.factorial(n + l) ** 3) * np.exp(-rho / n / a0) * (2 * rho / n / a0) ** l * np.polyval(np.poly1d(np.array([(-1) ** (n - l - 1) / np.math.factorial(n - l - 1)]) * np.math.factorial(n + l) / (2 * l + 1) / np.math.factorial(n) / (n - l - 1 - m + np.array(range(1, n - l)))), rho / n / a0)
Y_lm = np.sqrt((2 * l + 1) / 4 / np.pi * np.math.factorial(l - m) / np.math.factorial(l + m)) * np.real(np.exp(1j * m * phi) * np.math.cos(theta) ** m * np.math.sin(theta) ** l)
return R_nl * Y_lm
# 生成3D态电子云图样
def draw_wf(n, l, m):
n_points = 100
rho_max = 50
phi_max = 2 * np.pi
theta_max = np.pi
rho, phi, theta = np.mgrid[0:rho_max:n_points * 1j, 0:phi_max:n_points * 1j, 0:theta_max:n_points * 1j]
wf = psi(n, l, m, rho, phi, theta)
# 绘制3D态电子云图样
fig = mlab.figure()
mlab.contour3d(rho * np.math.sin(theta) * np.math.cos(phi), rho * np.math.sin(theta) * np.math.sin(phi), rho * np.math.cos(theta), abs(wf))
mlab.axes()
mlab.colorbar()
mlab.title('Hydrogen atom WF\nn = %d, l = %d, m = %d' % (n, l, m))
draw_wf(2, 1, 0)
```
通过运行以上代码,您将生成一个3D态电子云图样,它与氢原子的波函数对应。
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