Als erstes Beispiel ist die Wellenfunktion eines Wasserstoffatoms im Zweidimensionalen visualisiert. Es handelt sich hierbei um eine zweikomponentige Funktion, also kann die Information über die Wellenfunktion entweder als
Absolutbetrag
und
Phase
oder als
Realteil und
Imaginärteil
dargestellt werden.
Im weiteren wird der Absolutbetrag der Wellenfunktion im Dreidimensionalen dargestellt, wobei zuerst zwei orthogonale Schnitte durch den dreidimensionalen Datensatz vorgenommen werden
Im nächsten Bild erfolgt die dreidimensionale Darstellung durch Verwendung einer Isofläche. Das bedeutet, alle Punkte mit einem bestimmten Wert des Absolutbetrags der Wellenfunktion sind dargestellt. Mithilfe der Phasenwerte der Funktion wird die Isofläche eingefärbt.
Bei den folgenden Daten handelt es sich wieder um die Wasserstoff- Wellenfunktion, allerdings wurde hier ein sehr hoch angeregter Zustand berechnet (das Ergebnis ist komplexer als die Daten im ersten Beispiel). In zwei dreidimensionalen Bildern wird das Ergebnis der Visualisierung demonstriert. Im ersten Fall ist der Absolutbetrag der Wellenfunktion als Isofläche dargestellt. Er ist durch die Werte der Phase gefärbt. Da die Phase keine stetige Funktion ist (es gibt einen Sprung zwischen -pi und pi), gibt es Interpolationsprobleme. Auf diese Art erklären sich die kleinen Flecken in der hellblauen Region.
Im zweiten Fall sind sind der Real- und der Imaginärteil der Wellenfunktion abgebildet.
In diesem Beispiel wird einerseits der Absolutbetrag einer höher angeregten Wellenfunktion des H-Atoms visualisiert. Von dem Spinanteil der Wellenfunktion sind die Beiträge in x,yund z-Richtung gegeben. Daher bietet sich die Verwendung von 3D-Vektoren zur Visualisierung des Spins an. Die Lage der einzelnen Spinvektoren im Raum wird in bezug auf den Absolutbetrag gezeigt.
Eine weitere Möglichkeit der Visualisierung mehrdimensionaler Daten ist die Darstellung mit Stromlinien. Die Stromlinien werden an Sample Punkten berechnet. Ihre Bewegung durch den Raum wird durch die Werte des Vektorfeldes um die jeweiligen Punkte bestimmt. Das Ergebnis ist ein Set von Stromlinien. Die Beispielpunkte können auf unterschiedliche Art im Raum angeordnet sein. Bei dem gewählten Beispiel liegen sie in einer zur xy-Ebene parallelen Ebene.
In einem ersten Schritt wird der Absolutbetrag der Wellenfunktion als Isofläche dargestellt. Es zeigt sich, daß die Funktion rein kugelsymmetrisch ist .
Schaut man sich dagegen die einzelnen Komponenten der Wellenfunktion an, so ergibt sich ein interessantes Bild. Nur eine Komponente des Realteils (blau gefärbt) ist kugelsymmetrisch. Die anderen drei Komponenten der Wellenfunktion sind sich sehr ähnlich und ergeben daher ein ähnliches Ergebnis.
In einem zweiten Schritt wird nun der lokale Erwartungswert des Spins dargestellt. Als erstes wird die Visualisierung mithilfe von Stromlinien durchgeführt. Eine Basis-Ebene, von der aus die Stromlinien berechnet werden, wird durch die Daten geschoben.
Anstelle von Stromlinien kann das Spinfeld auch durch kleine Pfeilchen dargestellt.