仿真介绍

仿真介绍

原力仿真包含60余个大学物理教学中常用的模拟演示,涵盖力学、热学、振动与波、光学、电磁学和近代物理。每个模拟演示都可以改变参数,便于分析不同参数情况下的物理图(现)像改变。软件包括20余个专业仿真程序,包括超导磁通穿透,Helmholtz线圈仿真,磁悬浮,热传导过程,不确定度分析训练等程序

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原力超导课件资源管理系统

原力超导课件资源管理系统

原力教育线上共享网站正式进入试运行阶段http://ke.eastfs.com/。该网站主要为任课教师在线提供我公司自主开发的面向大学生、中学生的物理科创教学资源,包括双语教学PPT课件、讲义、源程序代码、实验操作说明,教学视频等。

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热传导仿真实验

热传导仿真实验

超导电流引线,为电流载流装置,连接外界高温端和超导工作区域的低温端。由于超导工作区域需要维持很低的温度(4K),超导电流引线需要在维持低电阻的同时,尽可能的减少外界向内部的传热。本仿真可以有效模拟超导引线中的失超传播过程,可通过改变超导引线直径引发失超,亦可应用热激发元引发失超。

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星际测距仿真实验

星际测距仿真实验

本仿真介绍了两种不同的测定恒星距离的方法,三角测距可选择包括地球在内的金星、土星、火星等进行观测银河系中的星座,选中相应的星座和具体恒星,可以看到恒星在投影平面上的运动变化。用户可以选择调节恒星的距离位置,观察视差轨迹的变化,估算视差角的范围大小,选择合适的范围进行观测。光谱测距可显示更遥远很行的谱线强度,进而通过恒星星等推算距离。

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三体运动仿真实验

三体运动仿真实验

三体问题是根据牛顿运动定律和牛顿万有引力定律求出三点质量的初始位置和速度(或动量),并求解其后续运动的问题。三体问题是n体问题的特例。与两体问题不同,不存在一般的闭式解,因为所得到的动力系统在大多数初始条件下是混沌的,通常需要数值方法。本仿真提供太阳系、8字形稳定解、日地拉格朗日点、双星系统及混沌系统的解值,可调节天体质量及时间倍率。

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刚体运动仿真实验

刚体运动仿真实验

刚体是质点之间相对距离(位矢)不变的质点系。受到外力作用时,刚体的体积和形状不受任何影响。本仿真模拟刚体绕其质心以定轴转动的情况,选取几种常见几何体,模拟它们绕任意轴转动的运动情况,绘制动坐标系下角速度的变化图表。

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表面张力仿真实验

表面张力仿真实验

液体具有内聚性和吸附性,这两者都是分子引力的表现形式。内聚性使液体能抵抗拉伸引力,而吸附性则使液体可以黏附在其他物体上面。本仿真可以展示轻质物体漂浮、液滴与固体接触面间的浸润情况,以及毛细现象,对不同现象辅以3D建模和图表展示。

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气体放电仿真实验

气体放电仿真实验

干燥气体通常是良好的绝缘体,但当气体中存在自由带电粒子时,它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压,就有电流通过气体,这个现象称为气体放电。本仿真主要展示气体放电的作用机理,即激发、电离、电子迁移等的放电过程。

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EPR悖论仿真实验

EPR悖论仿真实验

本仿真用简化版的光子实验来验证量子纠缠现象是否满足贝尔不等式。仿真中采用光源向两个星球发射纠缠光子,通过记录观测结果实时演算其S值,藉由实验现象论证缠态粒子可超距作用,打破了贝尔不等式,它否定了定域实在论和隐变量理论,符合量子力学预测。

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激光原理实验

激光原理实验

物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激发时,会产生不发散的强光--激光。仿真可设置工作物质能带分布,泵浦光波长与强度,共振腔反射率等参数,探究在何种模式下激光器可对外产生输出激光。

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质谱仪仿真实验

质谱仪仿真实验

本仿真模拟质谱仪的基本工作原理,不同粒子经过速度选择器,初速度相同荷质比不同,进入磁场后将沿着不同半径做圆周运动,因而打到照相底片的不同地方。根据粒子打在底片上的位置可以测出圆周的半径 R,进而算出粒子的荷质比。

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相对论仿真实验

相对论仿真实验

本仿真可计算星球表面时间与其卫星时间的差别,可调整星球质量、半径以及卫星的速度和数量。可显示狭义相对论以及广义相对论修正对于卫星时钟的影响,对比狭义相对论修正+简化广义相对论修正与纯广义相对论修正的计算结果。

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氢原子波函数仿真实验

氢原子波函数仿真实验

氢原子拥有一个质子和一个电子,是一个的简单的二体系统。氢原子问题是用薛定谔方程唯一可以严格求解的原子结构问题。本仿真主要展示氢原子的电子在三维空间的概率分布,几何体在空间中展示概率的等值面。

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光的偏振实验

光的偏振实验

光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。偏振指的是波动能够朝着不同方向振荡的性质。电磁波、引力波都会展示出偏振现象。本仿真模拟光波的偏振性在3D电影中的应用,可实时展示光的偏振态变化。

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光纤传输实验

光纤传输实验

光纤是利用全反射原理引导电磁波在介质内沿波导方向传播。通常光纤一端的发射设备使用发光二极管或一束激光将光脉冲发送至光纤中,光纤另一端的接收设备使用光敏组件检测脉冲。本仿真可显示光纤中光的传导路径,以及材料色散与波导色散对脉冲波形的影响。

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MRI仿真实验

MRI仿真实验

磁共振成像(MRI)是一种医学成像技术,用于形成人体解剖和生理过程的图像。本仿真可演示MRI成像中不同方向上梯度场的实时变化情况,并可对比显示K空间图像与样本扫描结果图像,帮助用户理解MRI成像原理。

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电子运动仿真实验

电子运动仿真实验

麦克斯韦方程表明了在经典情况的电磁辐射最终都是由于带电粒子的加速运动而产生的。本仿真可演示电偶极子振荡产生电磁辐射的实时电场分布情况,以及单电子运动在接近光速的范围内直线运动情况下电场和磁场的变化。

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涡流阻尼管仿真实验

涡流阻尼管仿真实验

本仿真主要内容模拟不同材质的金属管对磁铁下落速度的影响,仿真提供不同材质及尺寸的金属管,还可以选择磁铁不同的初速度以及下落高度,模拟磁铁的运动状态,观察涡流在金属管中的分布情况。

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四点法测电阻仿真实验

四点法测电阻仿真实验

本仿真模拟不同样品用四点法测试电阻率,可调整电流源与电压表的探针,在样品上进行测量。可探究电流引线极接触电阻和引线电阻对测量的影响,以及数字电压表内阻对测量的影响。仿真计算电阻率是均匀的方形的,不同长度、不同宽度的材料中,电流源及电压表处于不同位置时测出的电压V,然后再计算样品电阻率,并与初设的标准电阻率进行核对。学生可拖动电流源,给样品通电流,可以查看样品通电后的电势分布。拖动电压表的表笔,对样品进行测量,改变电压表的内阻探究对测量结果的影响。

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亥姆霍兹线圈仿真实验

亥姆霍兹线圈仿真实验

亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。仿真模拟亥姆霍兹线圈的3D磁场分布,计算亥姆霍兹线圈磁场时使用毕奥萨法尔基本磁场计算公式,对线圈中的电流进行3维积分计算。第二部分页面为研学,使用矩形划分网格式算法,对每个矩形电流源进行平均磁场计算,最后以箭头的方式展示在页面上。

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超导体磁通穿透仿真实验

超导体磁通穿透仿真实验

真采用点源影响势函数的逆运算实现了超导磁通穿透过程仿真过程,该算法原理由已故著名物理学家德国马普所E.H.Brandt教授提出。特点是计算平面几何形状超导体磁通穿透过程无需计算空气层,无需迭代求解,计算效率高,运算速度特别快。对于帮助理解临界态模型,建立磁通运动物理图像颇有好处。

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趋肤效应仿真实验

趋肤效应仿真实验

趋肤效应原理是在交流条件下,导体中的电流密度会在导体表面附近最大,并且随着导体深度的增加而呈指数下降,该种效应被称为趋肤效应。本仿真可依据设定的导体参数,以及不同幅值与频率的负载情况,对其截面上的电流密度进行计算并展示。

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乐音仿真实验

乐音仿真实验

本仿真的原理是针对不同乐器的发声特点,振动模式,还有不同的音调音色音量大小进行了仿真。主要功能是模拟不同乐音构成,用户可调节基频与泛音组合,形成特定音色,弹奏相应的黑白键音符通过电脑扬声器发声,与电子琴的演奏方法相似;并且利用麦克风输入,仿真可实时进行傅里叶分析,显示时域与频域FFT信号图。

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锁定放大器仿真实验

锁定放大器仿真实验

锁定放大器的是一种可以从极其嘈杂的环境中提取具有已知载波的信号的放大器。通过锁相放大器可以检测到比噪声分量小 100 万倍、可能在频率上相当接近的信号。本仿真内容为模拟锁相放大器的工作过程,可接入外部带噪音的信号,通过比较参考信号的频率和相位,对信号重建提取载波信号的正交x和y分量大小。通过仿真可熟悉锁相各部分功能,用户可进行简单的接线和读取信号等操作,也可以变换量程和积分时间等参数对信号进行观察。

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波导仿真实验

波导仿真实验

波导管被用来传送超高频电磁波,通过它脉冲信号可以以极小的损耗被传送到目的地。本仿真实验主要展示矩形波导和圆波导。通过设置截面积可确定各模式的截止频率,调节频率得到波导管内可以通过的TE波或TM波,并在模式设置中选定未打叉的模式展示。展示形式分为三维展示和截面展示,可显示波导的电磁场、能量密度、管壁电流分布等。

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三体运动仿真介绍

三体运动仿真介绍

在物理学和经典力学中,三体问题是根据牛顿运动定律和牛顿万有引力定律求出三点质量的初始位置和速度(或动量),并求解其后续运动的问题。三体问题是n体问题的特例。与两体问题不同,不存在一般的闭式解,因为所得到的动力系统在大多数初始条件下是混沌的,通常需要数值方法。本仿真模拟各种稳定情况下的三体问题。

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宇宙射线仿真

宇宙射线仿真

本仿真采用3D全建模的方式绘制LHAASO探测宇宙射线的过程,可设置宇宙射线的相关参数如簇芯位置、天顶角、能级、粒子种类等模拟真实的宇宙射线。通过仿真可了解国家重大科学装置LHAASO发现超高能光子的过程,原理性解释了如何定位宇宙射线的来源。

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光的偏振仿真实验

光的偏振仿真实验

光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振。偏振指的是波动能够朝着不同方向振荡的性质。电磁波、引力波都会展示出偏振现象。本仿真模拟光波的偏振性在3D电影中的应用,可实时展示光的偏振态变化。

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RLC仿真实验

RLC仿真实验

本仿真主要内容为模拟串联式RLC谐振电路,高通低通滤波电路以及全波桥式整流电路三种典型交流电路结构。谐振电路在无线电接收机中用于频率选择,对电源信号进行滤波整形,完成对故障信号的检测,在电路见进行能量传递转移。

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多点电荷电场分布仿真实验

多点电荷电场分布仿真实验

多点电荷电场分布仿真可用于探究正负电荷在电场中电场线分布以及方向,将看不见的电场线以可视化的形式出现,并形象生动的用箭头展示电场强弱。同时可利用电压表对电势差、电场强度等参数进行定量探究。

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弹簧振子仿真实验

弹簧振子仿真实验

本仿真可探究三种不同弹簧振子模型中小球质量,弹簧劲度系数,阻尼系数等参数对于小球的实际位移、速度与加速度、以及小球能量变化的影响。单弹簧振子模型:当单弹簧振子的摆角小于等于5°,且在竖直平面内做往复运动时,所做的运动也是简谐振动。小球是一个做简谐振动的振子,意义和弹簧振子相同。

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宇宙射线仿真实验

宇宙射线仿真实验

仿真的主要目的是辅助物理教学及科研应用,了解不同种类的宇宙射线粒子路径,探测仪阵列的工作原理。

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碳纳米扬声器仿真实验

碳纳米扬声器仿真实验

本仿真目标为使学生了解CNT扬声器的工作原理与工作过程、并通过该表不同的参数产生的不同的声场分布而了解到影响因素有哪些。

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迈克尔逊干涉仪仿真仿真实验

迈克尔逊干涉仪仿真仿真实验

本仿真包含了一个基础原理实验和两个应用仿真实验。极大程度上还原了迈克尔逊干涉仪,使学生充分掌握仪器原理与仪器应用,并掌握使用方法与计算。

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克拉尼板仿真实验

克拉尼板仿真实验

本仿真使用信号发生器代替琴弦通过调节频率形成不同的图形。可用于探究克拉尼图形形成的原理、以及不同输出频率、板材尺寸等参数对于克拉尼图形的影响。

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混沌摆仿真实验

混沌摆仿真实验

本仿真采用了双摆,是一个摆锤,另一个摆锤连接在其末端。本仿真目标是使学生了解到混沌摆是一个简单的物理系统,具有丰富的动态特性,对初始条件有很强的敏感性,并使学生掌握杆长、初速度、初始角度等参数可以影响摆的运行轨迹。

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核裂变仿真实验

核裂变仿真实验

通过本仿真,学生可了解核裂变过程中的一系列动力学特征。同时可以使学生理解β稳定线是在核素图(以质子数Z为横轴,中子数N为纵轴)上稳定核素排列而成的曲线,而β稳定线附近不同数量的中子、质子数量的条件下裂变难易程度不同,裂变射出的中子、质子数量也不相同。

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光的衍射仿真实验

光的衍射仿真实验

本仿真模拟藉由这两个实验,观察光通过衍射屏在接受屏上的条纹形状,使学生对光衍射机制的有所了解。光的衍射仿真的主要目的是辅助物理教学及科研应用,了解不同光源参数与衍射屏尺寸以及衍射狭缝形状对最终形成图案的影响。

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疫情传播与防控仿真实验

疫情传播与防控仿真实验

此仿真为我公司与清华大学实验物理教学中心演示室共同合作,利用理想气体分子运动模型设计的疫情传播与防控H5数值仿真实验。经开发团队同意,本实验免费向全社会开放,欢迎各位老师、同学、大小朋友们体验,缓解疫情期间焦虑心情。

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万有引力仿真视频

万有引力仿真视频

1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》上发表了万有引力定律:任何两个质点都存在通过其连心线方向上的相互吸引的力。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。这个力便是万有引力。仿真视频介绍了星体间的万有引力,以及地球上人的万有引力大小计算。

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