The Atomic Orbitals Atom in a Box Real-Time Visualization of the Quantum Mechanical Atomic Orbitals

---

Search
 
Home
   
About
Products
 
Vault
   
Store
Media
 
Press
The Atomic
Orbitals
Atom in a
Box
Real-Time Visualization of the Quantum Mechanical Atomic Orbitals
The orbital images on this page represent the shape of the atomic orbitals. The clouds you see
are the probability distribution of an electron bound to a Hydrogen nucleus.
These images were created using 
Atom in a Box
, a scientific and educational program that aids in
visualizing the Hydrogenic atomic orbitals, a prime and otherwise unwieldy example of quantum
mechanics.
Mac
iPhone
iPad
Atom in a Box on the Mac App Store
 for both
Apple Silicon and Intel Macs running macOS
"Big Sur" 11.2 or later
See below
for additional Mac versions.
Atom in a
Box for
the iPod
Touch and
iPhone
 is
part of the
debut of
the App
Store.
Atom in a Box for the iPad
on the App Store
NOTE: First announced at the 
1998 Conference on Computational Physics
held in
Granada, Spain, I am a student winner in 
Computers In Physics
' Ninth Annual
Software Contest with 
Atom in a Box
. Full descriptions of the prize winners are in
CIP
's Nov/Dec 1998 issue. This now makes me the only person to have been a
student winner twice in a row in CIP's Software Contest.
In addition, 
Apple
 has been kind enough to write an 
article about Atom in a Box
in
their 
inaugural issue of Apple University Arts
. Do you speak 
Dutch?
Prata 
svenska?
Sprechen Sie 
Deutsch?
Habla 
español?
 Parlez-vous 
Français?
Parlate 
italiano?
Also, this program appears in 
a 12-minute streaming RealVideo clip
 at 
the UCLA
Department of Design
.
In addition to the many kind individuals who have registered, I thank all those who
registered from institutions such as: Massachusetts Institute of Technology, Pacific
Lutheran University, U. C. Davis, Georgia Institute of Technology, Pennsylvania State
University, University of Houston, Wesleyan University, University of Missouri - St.
Louis, Purdue University, Millikin University, West Virginia University, Karl-Franzens-
Universität Graz, Universität Bern, Washington State University, Southwest Missouri
State University, Douglas High School, San Joaquin Delta College, Maine Maritime
Academy, Kalamazoo College, Southwestern University - Georgetown, Texas,

---

Haverford College, Florida A&M University, Nagoya University, Miami University,
Virginia Tech, Yale University, Bob Jones University, Cornell University, Kyoto
University, Utah State, Institute for Advanced Study at Princeton, Snow College,
Hammond High School, Reed College, University of Washington, Wooster College,
Colorado School of Mines, the Wellington School, the University of Southern
Mississippi, Harvey Mudd College. Many people have registered from outside the
United States: Japan, United Kingdom, Canada, Austria, Switzerland, Belgium,
Germany, and Italy.
Through word of mouth, I have heard of my program in use at Caltech, U. C. Santa
Cruz, Stanford, Harvard, and others.
Unlike other tools in this category, this program raytraces through a three-dimensional cloud density
that represents the wavefunction's probability density and presents its results in real-time (up to 48
frames per second on Mac G3s; even faster on the latest hardware). The user interface is very
interactive and provides a wide degree of flexibility.
It contains all 140 eigenstates up to the n=7 energy level and the allowed spectral transitions
between those eigenstates. The Mac version also allows a state formed by a superposition (
see
below
) of up to eight of those eigenstates allowing for over 3 trillion possible states and can display
a wavefunction as a picture of a cloud, use color as phase, plot in red-cyan left/right for 3D glasses,
and slice the wavefunction.
You can see