人文-数字化原子库（元素周期表）

序号： 编码： 第九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称： 数字化原子库（元素周期表） 学校全称： 华南农业大学 申报者姓名 （集体名称）： 向乾尹 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类 报送方式：省级报送作品高校直送作品说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由第九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。6发起高校的三件直送作品和各省（区、市）通过初评的作品（数量参照“作品数额分配方案”）各一式四份分别按全国组委会规定的时间用特快专递寄至全国竞赛组委会办公室。7作品申报书须按要求由各省或各校竞赛组织协调机构统一寄送。8其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。9寄送地址：复旦大学团委第九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛组委会办公室联 系 人：丁 力联系电话：02165642631传 真：02165642631邮政编码：200433A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。姓名向乾尹性别男出生年月198511学校华南农业大学系别、专业、年级传媒学院教育技术2005级学历本科生学制4年入学时间2005作品名称数字化原子库（元素周期表）毕业论文题目邮政编码510642办公电D3-606话38741467邮政编码住宅电话38741467姓 名性别年龄学历所在单位张善德男20本科生软件学院2005级软工1班学校学籍管理部门意见以上作者是否为2005年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是否 （部门签章）年 月 日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是否负责人签名：年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、 原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称数字化原子库（元素周期表）作品分类（B）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标 以元素周期表为组织形式，模拟每一元素原子的理化性质，进而模拟出各种化学反应，分子水平的物理现象，并构建分子库，基团库，大分子库。最终以实现模拟细胞器乃至细胞结构。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料） 由于目前对基本粒子的认识还处于探索中且要模拟48种轻子和夸克相对复杂，难度较大，暂时进行分子水平的模拟：模拟电子、质子、中子、光子四种比较了解的粒子，使它们表现出真实粒子一样的电磁、核力、万有引力等性质，再用它们组合成各种“原子”。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果暂无作品所处阶 段（ ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D 初步设计 （自填）技术转让方式未知作品可展示的形 式 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测 本作品完成后可以直观地显示各种原子、化学反应过程、分子结构和化学性质。适用范围：原子结构以上的各种运动相当于一个生化反应试验室，可在化工、教育、科研等领域发挥作用。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。chenoffice 与下面这种软件的介绍 ADF 2000简介：专门作密度泛函计算的软件。包括ADF和BAND两部分，ADF部分的简介见下。BAND部分类似，但专门用于计算周期性体系（晶体，聚合物等）。 ADF功能单点计算，几何优化，过渡态，频率和热动力学特性，跟踪反应路径，计算任意电子组态，激发能和（超）极化率，使用含时密度泛函(TDDFT)理论，NMR化学位移，激发能，超极化率，范德瓦尔斯系数，用QM/MM (量子力学/分子力学)混合近似处理大体系环境。 应用范围数据库包括每一个元素不同尺寸的基组，从最小的到高质量的，并且对在ZORA近似中的相对论计算和需要附加弥散基函数的响应计算提供了特殊的基组。 模型哈密顿量-选择一种密度泛函，局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）。-自旋：限制或非限制-相对论效应：标量近似和自旋轨道（双组对称性），使用ZORA（推荐）或泡利原理（以前使用）。-环境：溶剂影响，均匀电场，点电荷（Madelung场），QM/MM方法分析 -在化学组成（空间相互作用、泡利排斥、轨道相互作用.）中键能的分解。-数据的表示（分子轨道系数、穆里肯布居）， 按照分子中化学片段的组成以及传统的元素基函数表示。-原子的电荷由Hirshfeld分析与Voronoi分析，以及经典穆里肯布居决定。ADF2000的计算结果支持图形显示，只需要下载一个自由程序Molden就够了。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品 相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组 集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。姓 名冯蜀茗性别女年龄26职称教师工作单位华南农业大学传媒学院通讯地址黑山公寓A-201邮编510642单位电话85283889住宅电话013760756125推荐者所在单位签章 签章日期 年 月 日 请对申报者申报情况的真实性作出阐述真实，只是未完成。 请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价作品如能完成,有一定应用价值。其它说明学校组织协调机构确认并盖章 （团委代章） 年 月 日 校主管领导或校主管部门确认盖章 年 月 日 各省（区、市）评审委员会初评意见 评委签名： 年 月 日 各省（区、市）组织协调委员会审定意见 团 委 科 协 教 育 厅 学 联（签章） （签章） （签章） （签章） 年 月 日E全国组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日F参赛作品打印处 数字化原子库（元素周期表） 向乾尹 （华南农业大学人文传媒学院，广州，510642）1、摘要：将量子力学与计算机技术结合运用到化学等领域意义重大，许多人都在考虑或考虑过这个问题，也有许多相关软件已经开发出来了。但就本人实践的体味来看，这决非是一件易事！有些软件对计算机要求太高，有的又不尽人意。所以尽管进行此项工作的前者已有千千万万，做出既实用又能满足要求的模拟软件来仍然是值得考虑的。2、关键词：思路 三维坐标系的建立 动画绘制与帧的保存播放 概率函数 薛定锷方程 氢原子的模拟 自动动画 3、思路：元素周期表计到109号元素，后余空位。采用组装的办法制作，定义电子、质子、中子、光子等“非基本粒子”，但较了解的粒子，用它们组装（生成）各种原子，从而实现原子库。由于本系统用于生化反应等原子尺度以上的运动，而中子主要表现是质量，光子表现为能量传递，在化学反应里无重要体现，故最关键的部分是电子、质子及其相互作用的模拟。本系统通过定义电子、质子的动画函数来表现其电、力等各种性质，通过模拟其运动规律来自动生成原子，且生成的原子具有再组合的功能,“反应”成“分子”。4、三维坐标系的建立 在屏幕上作一点，用C语言实现:#include #include float x,y;putpixel(x，y，color); /在(x，y)处，以color色画点经如下换算可建立右手坐标系p(x,y,z) (a/3+y/n,2/3*b-z/n）x/n*(-a/3,b/3)&color 可适当调解n的值来调节视图的大小。编程如下#include #includevoid p float x0,y0; float x,y,z,n,c;scanf(%f,%f,%f,%f,&x,&y,&z,&n); c=z+1;x0=a/3x/n*(-a/3)；y0=2/3*b-z/n+x/n*(b/3); putpixel(x0，y0，c);5、 概率函数:概率函数随机数是由“随机种子”产生的。随机种子是用来产生随机数的一个数，在计算机中，这样的一个“随机种子”是一个无符号整形数1。#includestatic unsigned int RAND_SEED;unsigned int random(void) RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536; return(RAND_SEED);void random_start(void) int temp2; movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4); RAND_SEED=temp0;main() unsigned int i,n; random_start(); for(i=0;i24) z=24.0; else if(zminnx&nymaxnx) m=1; else if(nymaxnx) minnx=ny;maxnx=ny; else if(ny=maxnx)maxnx=ny; if(m=1) m=2; x1=nx; y1=ny; else line(x1,y1,nx,ny); x1=nx; y1=ny; main() float n1();float n2();float n3();float n4();float n5(); float n6();float n7();float n8();float n8();float n9(); float n10();float n11();float n12();float n13();float n14(); char select,answer; int max640,min640; float trif4, x,y,z0; static char show10; float (*point)(); char *p; int gdriver=VGA,gmode=VGAHI; initgraph(&gdriver,&gmode, ); setviewport(15,15,635,475,1); setbkcolor(BLACK); clearviewport(); setcolor(GREEN); p=show; trif0=sin(THETA);trif1=sin(PHI); trif2=cos(THETA);trif3=cos(PHI);repeat: gotoxy(5,3);printf(1-1s); gotoxy(50,3);printf(2-2s); gotoxy(5,5);printf(3-2pz); gotoxy(50,5);printf(4-2px); gotoxy(5,7);printf(5-2py); gotoxy(50,7);printf(6-3s); gotoxy(5,9);printf(7-3pz); gotoxy(50,9);printf(8-3px); gotoxy(5,11);printf(9-3py); gotoxy(50,11);printf(a-3dz2); gotoxy(5,13);printf(b-3dxz); gotoxy(50,13);printf(c-3dyz); gotoxy(5,15);printf(d-3dxy); gotoxy(50,15);printf(e-3dx2-y2); gotoxy(5,17);printf(0-Quit); gotoxy(50,17);printf(Input your select(0-9,a-e); select=getch(); printf(%c,select); x=0,y=0,z0=0; switch(select) case 1:p=1s;point=n1;break; case 2:p=2s;point=n2;break; case 3:p=2pz;point=n3;z0=1;break; case 4:p=2px;point=n4;break; case 5:p=2py;point=n5;break; case 6:p=3s;point=n6;break; case 7:p=3pz;point=n7;z0=1;break; case 8:p=3px;point=n8;break; case 9:p=3py;point=n9;break; case a:p=3dz2;point=n10;z0=2.3;break; case b:p=3dxz;point=n11;z0=1;break; case c:p=3dyz;point=n12;z0=1;break; case d:p=3dxy;point=n13;break; case e:p=3dx2-y2;point=n14;break; case 0 : closegraph();exit();break; default : printf(Input error!Please input gain!); clearviewport(); goto repeat; gotoxy(7,23);printf(Are you sure?(Y or N)n); answer=getch(); if(answer=n|answer=N) goto repeat