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No.8031 (物理学)長距離相互作用

レベル : / 実行時間制限 : 1ケース 10.000秒 / メモリ制限 : 512 MB / 小数誤差許容問題 絶対誤差または相対誤差が103 以下。ただし、ジャッジ側の都合で500桁未満にしてください
タグ : / 解いたユーザー数 10
作問者 : 37zigen / テスター : はむこ
1 ProblemId : 1220 / 自分の提出
問題文最終更新日: 2019-11-26 02:41:37

問題文

イオン結晶における電位の計算練習をしてみましょう。
以下を仮定します。
・結晶は一辺の長さが1の立方体を単位構造として広がっています。つまり位置rの電荷量をQ(r)としたとき、Q(r)=Q(r+n)nは整数ベクトル)が任意のrnに対して成り立ちます。
・ある一つの単位構造内に含まれるイオンの電荷量の総和は0になります。つまり単位構造は電気的に中性です。
単位構造内のイオンは(*)の関係に従っています(入力の説明を参照)。

このときの原点における電位を出力してください。
正確には、半径Rの球の内側に含まれるイオンの寄与のみを考えたときの原点の電位をf(R)としたときのlimRf(R)を出力してください。f(R)は有限確定値に収束することを保障します。

電位の計算において原点にあるイオンは無視してください。 電荷量Aのイオンは、距離rだけ離れた地点にArの電位を作るとします。

入力

α000 α001 α010 α011 α100 α101 α110 α111
β111 β113 β131 β133 β311 β313 β331 β333

0x,y,z<1の領域にイオンは(i4,j4,k4)(i,j,kの偶奇は全て等しい)で表される点にしかありません。
1行目にa,b,c(a,b,cはそれぞれ0または1)の辞書順に位置(a2,b2,c2)のイオンの電荷量αabcを、2行目にd,e,fの辞書順に(d4,e4,f4)(d,e,fはそれぞれ1または3)のイオンの電荷量βdefを与えます。

αβには次の式が成り立っているとします。
4(α000+α111)=i,j,kβijk・・・(*)
i,j,kαijk+l,m,nβlmn=0
5αijk5
5βlmn5

出力

原点の電位を出力してください。
絶対誤差か相対誤差のいずれかが103以下になるようにしてください。最後に改行してください。

サンプル
入力
1 -1 -1 1 -1 1 1 -1
0 0 0 0 0 0 0 0
出力
-3.495

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