양자역학: 입자상자 문제(Particle in a Box)

import tkinter as tk

from tkinter import messagebox

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

# 에너지 계산 함수

def calculate_and_plot_energy():

    try:

        length = float(entry_length.get())  # 상자 길이

        mass = float(entry_mass.get())      # 입자 질량

        max_n = int(entry_n.get())          # 최대 양자수

        # 상자 속 입자의 에너지 계산 공식

        h = 6.62607015e-34  # 플랑크 상수 (J*s)

        n_values = np.arange(1, max_n + 1)

        energies = (n_values**2 * h**2) / (8 * mass * (length**2))

        # 그래프 그리기

        plt.figure(figsize=(8, 5))

        plt.bar(n_values, energies, color='skyblue')

        plt.xlabel('Quantum Number (n)')

        plt.ylabel('Energy (Eₙ) in Joules')

        plt.title('Particle in a Box Energy Levels')

        plt.xticks(n_values)

        plt.show()

    except ValueError:

        messagebox.showerror("Invalid Input", "Please enter valid numeric values.")

# GUI 설정

root = tk.Tk()

root.title("Particle in a Box - Quantum Mechanics")

# 상자 길이 입력

label_length = tk.Label(root, text="Box Length (L) in meters:")

label_length.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

entry_length = tk.Entry(root)

entry_length.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

# 질량 입력

label_mass = tk.Label(root, text="Particle Mass (m) in kg:")

label_mass.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

entry_mass = tk.Entry(root)

entry_mass.grid(row=1, column=1, padx=10, pady=10)

# 최대 양자수 입력

label_n = tk.Label(root, text="Maximum Quantum Number (n):")

label_n.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)

entry_n = tk.Entry(root)

entry_n.grid(row=2, column=1, padx=10, pady=10)

# 결과 표시 버튼

btn_calculate = tk.Button(root, text="Plot Energy Levels", command=calculate_and_plot_energy)

btn_calculate.grid(row=3, column=0, columnspan=2, pady=20)

root.mainloop()

 

 

 https://www.tistory.com/event/write-challenge-2024

작심삼주 오블완 챌린지