수리 물리학: 베셀 함수(Bessel Function)

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from scipy.special import jn, yn

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

def plot_bessel_functions(order, x_min, x_max, num_points):

    """

    주어진 범위에서 베셀 함수(Jn, Yn)를 플로팅합니다.

   

    Parameters:

    - order: 베셀 함수의 차수 (n 값)

    - x_min: x 값의 최소 범위

    - x_max: x 값의 최대 범위

    - num_points: x 범위 내의 포인트 수

    """

    x = np.linspace(x_min, x_max, num_points)

   

    # 1종 베셀 함수 (Jn)

    jn_values = jn(order, x)

   

    # 2종 베셀 함수 (Yn)

    yn_values = yn(order, x)

   

    # 그래프 그리기

    plt.figure(figsize=(10, 6))

    plt.plot(x, jn_values, label=f'J_{order}(x)', color='blue')

    plt.plot(x, yn_values, label=f'Y_{order}(x)', color='red')

    plt.title(f'Bessel Functions of Order {order}')

    plt.xlabel('x')

    plt.ylabel('Function Value')

    plt.legend()

    plt.grid()

    plt.show()

def on_plot_button_click():

    try:

        order = int(order_entry.get())

        x_min = float(x_min_entry.get())

        x_max = float(x_max_entry.get())

        num_points = int(num_points_entry.get())

        plot_bessel_functions(order, x_min, x_max, num_points)

    except ValueError:

        error_label.config(text="올바른 값을 입력하세요.", foreground="red")

# Tkinter GUI 설정

root = tk.Tk()

root.title("베셀 함수 플로터")

# 입력 필드 생성

ttk.Label(root, text="베셀 함수의 차수:").grid(column=0, row=0, padx=5, pady=5)

order_entry = ttk.Entry(root)

order_entry.grid(column=1, row=0, padx=5, pady=5)

ttk.Label(root, text="x 최소값:").grid(column=0, row=1, padx=5, pady=5)

x_min_entry = ttk.Entry(root)

x_min_entry.grid(column=1, row=1, padx=5, pady=5)

ttk.Label(root, text="x 최대값:").grid(column=0, row=2, padx=5, pady=5)

x_max_entry = ttk.Entry(root)

x_max_entry.grid(column=1, row=2, padx=5, pady=5)

ttk.Label(root, text="포인트 수:").grid(column=0, row=3, padx=5, pady=5)

num_points_entry = ttk.Entry(root)

num_points_entry.grid(column=1, row=3, padx=5, pady=5)

# 오류 메시지 레이블

error_label = ttk.Label(root, text="")

error_label.grid(column=0, row=5, columnspan=2)

# 플로팅 버튼 생성

plot_button = ttk.Button(root, text="그래프 그리기", command=on_plot_button_click)

plot_button.grid(column=0, row=4, columnspan=2, pady=10)

# GUI 실행

root.mainloop()