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Rust
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//! 特殊光电离截面评估。
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//!
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//! 重构自 TLUSTY `spsigk.f`
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//!
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//! 非标准光电离截面评估，用户自定义过程。
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use crate::math::{carbon, hidalg, reiman, sghe12};
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/// 特殊光电离截面。
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/// 根据能级索引 IB 选择适当的光电离截面计算方法。
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/// # 参数
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/// * `ib` - 能级索引 (负值表示特殊处理)
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/// * `fr` - 频率 (Hz)
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/// # 返回值
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/// 光电离截面 (cm²)。
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/// # 备注
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/// 基本上是用户自定义过程，这里提供一些示例：
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/// - IB = -201: He I 基态的特殊公式
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/// - IB = -202: He I <n=2> 平均能级
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/// - IB = -602, -603: C I 基态组态能级 2p² ¹D 和 ¹S
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/// - IB = -101 到 -137: Hidalgo (1968) 数据
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/// - IB = -301 到 -337: Reilman & Manson (1979) 数据
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pub fn spsigk(ib: i32, fr: f64) -> f64 {
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// He I 基态的特殊公式
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if ib == -201 {
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return 7.3e-18 * (1.373 - 2.311e-16 * fr).exp();
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}
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// He I <n=2> 平均能级
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if ib == -202 {
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return sghe12(fr);
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}
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// C I 基态组态能级 2p² ¹D 和 ¹S
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if ib == -602 || ib == -603 {
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return carbon(ib, fr);
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}
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// Hidalgo (Ap.J. 153, 981, 1968) 光电离数据
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if ib >= -137 && ib <= -101 {
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return hidalg(ib, fr);
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}
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// Reilman & Manson (Ap.J. Suppl. 40, 815, 1979) 光电离数据
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if ib >= -337 && ib <= -301 {
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return reiman(ib, fr);
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}
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// 默认返回 0
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0.0
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}
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#[cfg(test)]
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mod tests {
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use super::*;
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use approx::assert_relative_eq;
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#[test]
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fn test_spsigk_he_ground() {
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// He I 基态
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let result = spsigk(-201, 1e16);
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assert!(result.is_finite());
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assert!(result > 0.0);
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}
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#[test]
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fn test_spsigk_he_n2() {
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// He I <n=2>
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let result = spsigk(-202, 1e16);
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assert!(result.is_finite());
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}
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#[test]
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fn test_spsigk_carbon_d() {
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// C I 2p² ¹D
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let result = spsigk(-602, 1e16);
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assert!(result.is_finite());
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}
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#[test]
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fn test_spsigk_carbon_s() {
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// C I 2p² ¹S
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let result = spsigk(-603, 1e16);
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assert!(result.is_finite());
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}
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#[test]
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fn test_spsigk_hidalgo() {
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// Hidalgo 数据
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let result = spsigk(-101, 1e16);
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assert!(result.is_finite());
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}
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#[test]
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fn test_spsigk_reiman() {
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// Reilman & Manson 数据
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let result = spsigk(-301, 1e16);
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|
assert!(result.is_finite());
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|
}
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#[test]
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fn test_spsigk_unknown() {
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// 未知索引返回 0
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let result = spsigk(-999, 1e16);
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assert_relative_eq!(result, 0.0, epsilon = 1e-30);
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}
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}
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