Dokumenty

Monogramy do przeliczeń triady: długość fali - liczba falowa - energia

Plik do pobrania: optyka.tar.gz
Wymagania: Gnuplot 5.0, Make

Gotowe monogramy w formie plikow PDF:

konwersja: długość fali [nm] - liczba falowa [cm^-1]

wersja kolorowa: nm2reccm.pdf
wersja czarno-biała: nm2reccm-bw.pdf

konwersja: długość fali [nm] - energia [eV]

wersja kolorowa: nm2eV.pdf
wersja czarno-biała: nm2eV-bw.pdf

konwersja: liczba falowa [cm^-1] - energia [eV]

wersja kolorowa: reccm2eV.pdf
wersja czarno-biała: reccm2eV-bw.pdf

Programy

Terms

Plik do pobrania (wersja dla Pythona 3): terms3.tar.gz
Wymagania: Python 3.5.3

Plik do pobrania (wersja dla Pythona 2): terms2.tar.gz
Wymagania: Python 2.7.13

"Terms" to pakiet dwóch programów, których zadaniem jest wyznaczanie atomowych termów widmowych dla podanej konfiguracji elektronowej podpowłok atomu, przez zadanie dla każdej z podpowłok jej liczby pobocznej l oraz znajdującej się na niej ilości elektronów. Program neq_terms.py pozwala na podanie serii podpowłok, czyli analizuje tzw. elektrony nierównoważne (ang. nonequivalent), zaś program eq_terms.py analizuje elektrony jedynie z jednej podpowłoki, czyli tzw. elektrony równoważne (ang. equivalent), a zatem mające jednakowe liczby kwantowe n oraz l. Liczba kwantowa n nie jest potrzebna do wyznaczenia termów atomowych (wpływa jedynie na możliwe wartości liczby kwantowej l) i dlatego nie jest pobierana przez żaden z programów.

Oba programy działają w konsoli tekstowej. Liczbę kwantową l można podawać zarówno numerycznie, jak również za pomocą spekroskopowego oznaczenia literowego (s dla 0, p dla 1, d dla 2, itd.). Uruchamiając program w konsoli można podać parametry podpowłok jako kolejne argumenty wywołania programu (np. eq_terms.py d 5 lub neq_terms.py s 1 p 3), parametry podane z linii poleceń mają pierwszeństwo. W wypadku wykrycia niepoprawnej wartości program interaktywnie poprosi o podanie wartości skorygowanej, niezależnie od tego, czy błędna wartość została pobrana interaktywnie z klawiatury, czy pochodzi z listy argumentów wywołania programu. Wyniki pracy programów są zazwyczaj długie, zatem warto rozważyć skierowanie ich do pliku, który można następnie przeanalizować, przeglądając go w wybranym edytorze tekstu. Skierowanie wyników pracy programów do pliku mozna dokonac poprzez wpisanie w linii poleceń komendy pokroju eq_terms.py d 5 >nazwa_pliku.txt, gdzie nazwa_pliku.txt to nazwa pliku, do którego skierowane zostaną wyniki pracy programu.

Celem działania programu jest odtworzenie pełnego rozumowania na temat tego, z jakich konfiguracji mikrostanów składają się poszczególne termy widmowe, a nie tylko podanie listy tych termów - tę zawiera bowiem każdy dobry podręcznik do chemii nieorganicznej, chemii fizycznej lub fizyki atomu. Na utworzonych diagramach elektronowych konfiguracji atomowych orientacja spinu elektronów oznaczona jest znakami + oraz - (w książkach typowo używane są w tym celu symbole strzałki skierowanej odpowiednio w górę i w dół), orbitale oddzielone są od siebie kreskami pionowymi i ustawione w porządku malejących liczb kwantowych m_l. W wynikach programu neq_terms.py konfiguracje poszczególnych podpowłok ujęte są w nawiasy kątowe. Termy widmowe prezentowane są w kolejności wynikającej z pierwszych dwóch reguł Hunda. Pamiętać należy, że ogólnie rzecz biorąc nie oznacza to uszeregowania termów w kolejności ich rosnącej energii. Reguły Hunda niezawodnie określają jedynie poziom podstawowy (więc nie da się ich zastosować indukcyjnie, aby uszeregować wszystkie termy w kolejności rosnącej energii). Niemniej w związku z tym pierwszy term na podanej liście zawsze będzie poziomem o najniższej energii.

Pobrane archiwum zawiera trzy pliki (dwa pliki programów oraz plik, zawierający funkcje wspólne dla obu programów), w celu jego rozpakowania należy wydać polecenie tar zxf terms2.tar.gz lub tar zxf terms3.tar.gz w zależnosci od wybranego pliku archiwum, które spowoduje utworzenie katalogu o nazwie, odpowiednio: terms2 lub terms3, zwierający komplet potrzebnych plików.

TSD

Plik do pobrania: tsd.tar.gz
Wymagania: GNU Octave, Linux

Program "tsd" służy do generowania diagramów Tanabe-Sugano, czyli diagramów poziomów energetycznych jonów pierwiastków metali przejściowych (d-elektronowych), umieszczonych w polu krystalicznym o symetrii oktaedrycznej (ligandy otaczające jon metalu przejściowego umieszczone są w narożach ośmiościanu foremnego). Tego typu diagramy służą do identyfikacji przejść na widmach optycznych materiałów, domieszkowanych jonami takich pierwiastków. Program ma postać skryptu dla GNU Octave wraz z zestawem potrzebnych funkcji, przygotowanego wprost do uruchomienia w konsoli tekstowej systemu Linux. Po niewielkich modyfikacjach powinien dać się uruchomić w środowisku Matlab. Program został napisany w środowisku Debian 6 ("Squeeze"), korzystając z dostępnej w nim wersji GNU Octave. Został również przetestowany w analogicznych warunkach we wszystkich późniejszych, stabilnych wersjach Debiana, do wersji 9 ("Stretch") włącznie.

Program działa w konsoli tekstowej, pozwalając na podawanie parametrów interaktywnie lub w linii poleceń (np. tsd 5 d5.dat 0 50 1000 4.25), traktując tę drugą możliwość priorytetowo. Niezależnie od sposobu dostarczenia, wymagane są następujące informacje:

numer diagramu (tożsamy z ilością elektronów d w jonie metalu przejściowego)
nazwa pliku, do którego wygenerowany zostanie diagram
minimalna wartość na osi odciętych w jednostkach Delta/B (równoważnie: 10Dq/B)
maksymalna wartość na osi odciętych, jednostki j.w.
ilość punktów na osi odciętych, dla których wyznaczane będą poszczególne energie
parametr: stosunek C/B, dla którego wygenerowany będzie diagram (nie dotyczy diagramów d1 oraz d9, które nie zależą od tego parametru)

gdzie B oraz C to tzw. współczynniki Racah dla danego jonu metalu przejściowego, a Delta = 10Dq to energia przeniesienia jednego elektronu z poziomu t_2g do poziomu e_g w polu krystalicznym. Wygenerowane diagramy charakteryzują się różnym stopniem złożoności (od dwóch do czterdziestu trzech poziomów w polu krystalicznym) w zależności od numeru diagramu, plik wyjściowy zawiera w pierwszej kolumnie wartości pola krystalicznego w jednostkach Delta/B, zaś kolejne kolumny to wszystkie istniejące termy pola krystalicznego w kolejności malejących multipletowości, poustawiane według porządku typów reprezentacji nieprzywiedlnych: A_1g, A_2g, E_g, T_1g, T_2g (w oznaczeniach termów pola krystalicznego program konsekwentnie pomija _g). Oznaczenia kolumn, zawierające wyjściowe termy atomowe, zapisane w nawiasach (z pominięciem multipletowości, której pole krystaliczne nie zmienia, a zawarta jest w oznaczeniu termu pola krystalicznego), zawarte są w części nagłówkowej pliku oraz powtórzone jako pierwszy wiersz tabeli wynikowej, przykładowo 2E(G) oznacza term pola krystalicznego o typie reprezentacji ²E_g, pochodzący z rozszczepienia termu atomowego ²G.

Pobrane archiwum zawiera plik startowy oraz katalog z funkcjami roboczymi, w celu rozpakowania archiwum należy wydać polecenie tar zxf tsd.tar.gz, które spowoduje utworzenie katalogu o nazwie tsd.