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(1)弹簧振子 |
所属类别 |
◆运动 ◆功、能 |
概要说明 |
- 本仿真实验描述了弹簧振子的实验过程
- 从底部选择一个振子(砝码),将其悬挂到弹簧上,然后松开鼠标,观察弹簧振子的整个运动过程以及弹簧的伸缩变化。
- 你可以根据需要随时调整弹簧的硬度和阻尼,你还可以使时间变慢,以便更加细致的观察实验过程,还可以将实验置于不同的行星上,以观察在不同的重力之下弹簧振子运动的情况。
- 我们提供了一张图表,以显示弹簧振子在运动的过程中,动能、重力势能、弹性势能以及热能的变化以及相互转化的过程,使你可以直观的观察到能量守恒的原则。
- 同时,你还可以将两个或者三个不同的砝码同时挂在这三根弹簧上,以观察不同质量的弹簧振子的变化情况。
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详细说明 |
- 主界面共有三根弹簧,分别可以悬挂3个砝码,以用来比较不同质量的物体的弹性实验。
- 左侧的尺子可以移动,以测量弹簧伸缩的长度。
- 在弹簧底部有一根可以拖动的黑色虚线,这是一根参考线,可以比较不同弹簧振子在经过同一位置的状态
- 在界面最下端是一些可以挪动的砝码,将其挂在弹簧上就可以模拟出弹簧振子的运动情况
- 界面右侧的工具栏是用来设置和调整实验用的,可以通过这里的设置,随时调整弹簧的硬度和阻尼,你还可以使时间变慢,以便更加细致的观察实验过程,还可以将实验置于不同的行星上,以观察在不同的重力之下弹簧振子运动的情况。
- 在“显示弹簧能量”的选择框中,1、2、3分别代表弹簧的编号,选择那个编号,即可看到那个编号的弹簧此时的能量转化情况示意图。
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(2)抛射试验 |
所属类别 |
◆运动 |
概要说明 |
- 演示物体的抛物线运动。
- 通过从大炮中发射出不同的物体的运动轨迹来学习抛物体的运动。
- 可以通过设置发射的角度、发射时的速度、物体的质量以及空气阻力的方式观察不同情况下的发射过程。
- 还可以通过移动靶子、调整角度等,模拟一个射击目标的游戏,以提高学生的课堂积极性。
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详细说明 |
- 界面最上方的范围、高度、时间是用来动态描述物体运动过程中的这三个参数值的,随着炮弹运动的进行,这三个值也在发生着变化。
- 卷尺是用来测量距离和长度的,可以移动它到合适的位置,拉伸或者缩短卷尺头或者调整角度以进行测量,其上始点和终点的距离即两个红色加号之间的距离。
- 大炮可以拖动并调整发射角度,也可以通过右侧的“角度”项进行设置。
- 靶心可以拖动,这在做射击游戏的时候,可以将其放在估算落点的目的地。
- 右侧设置区域上方的列表是炮弹类型列表,可以通过选择不同物体来变换大炮发射出来的东西,可以看到,当选择不同的物体的时候,下方的“质量”、“直径”等都会随之发生变化,直径即为物体的直径大小,不同直径的物体,它们受到的空气阻力也是不同的。
- “角度”、“开始速度”可以用来显示/设置大炮的发射角度以及发射时的初速度。
- “质量”、“直径”是用来显示/设置发射出来的物体的属性的,可以为同一种物体设置不同的质量和直径。
- 勾选“空气阻力”,即可设置空气阻力的大小,以观察在有空气阻力和无空气阻力,以及阻力大小不同的情况下物体的实际运动情况。
- 通过调整“+”、“-”可以来拉近和放远实验环境,以观察射程不同的实验效果。
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(3)迷宫游戏 |
所属类别 |
◆运动 |
概要说明 |
- 这个仿真实验主要是通过一个“迷宫游戏”来形象感知位置、速度以及加速度等矢量的概念。
- 用绿色的箭头移动小球,增加许多墙到“平台”上来增加游戏的复杂度,试着用最快的速度到达目标。
- 界面右下角的R、v、a分别代表着位置、速度和加速度
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详细说明 |
- 界面上方的黄色区域是游戏区域,左下方的绿色区域为设置区域,右下角的黄色区域为操作区域。
- 首先在左下方的绿色区域选择游戏的难度:练习、1级、2级、最高级,对应会出现无墙或者不同数目及复杂度墙体的情况;然后点击“开始游戏”按钮,此时,游戏正式开始。可以点击“重新开始”、“暂停”、“重置”按钮来控制游戏过程。
- 右下方的黄色区域为游戏的操作区域;R、v、a分别代表着位置、速度以及加速度;点选R,则表示此时操控的是小球的位置;点选v,则表示此时操控的是小球的速度;而点选a,则表示此时操控的是小球的加速度。
- 当红色的小球到达蓝色目标球的位置,则表示游戏成功,每次小球撞击墙壁会被系统记录并减分,系统会自动计算碰撞次数和游戏得分。
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(4)移动中的人 |
所属类别 |
◆运动 |
概要说明 |
- 此仿真实验通过小人的运动来学习位置、速度、加速度,并以图示方式给出各个量的变化情况。
- 用鼠标向前向后的移动这个小人,从而绘制出他移动的轨迹,你也可以通过设置小人的位置、速度、加速度从而让仿真系统来为你移动这个小人。
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详细说明 |
- 此仿真实验有两种使用方式,一种是手动拖动小人的方式,一种是通过设定公式而让小人自动运行的方式。
- 手动方式:首先点击右侧“位置”、“速度”或者“加速度”下面的“开始”按钮,以开始实验,此时“开始”按钮变成“暂停”按钮,此时可以用鼠标拖动小人左右方向运动,以观察每个时刻的位置、速度、加速度的大小方向的变化情况;同时,系统会自动记录小人的运动状况,可以在需要的时候点击“暂停”按钮暂停实验的进行,并且可以通过系统下端的“重播”等按钮进行刚才运动情况的重放,以便理解和讲解。
- 自动方式可以通过点击菜单“特殊作用-计算方法”来进行运动公式的设定,设定完毕后,点击“开始”按钮,即可看到小人按照公式设定的自动运动的状态,同时在界面上也可以观察到其位置、速度、加速度的变化情况。
- 在系统上部小人运动的两端,设有两堵墙,默认情况下小人运动到此处会被墙挡回;也可以通过菜单“特殊作用”设置墙的有无情况,以实现自己的实验目的。
- 在系统下部,勾选“速度”、“加速度”,则在小人运动的时候,可以观察到其每个时刻速度和加速度的大小和方向。
- 系统的中间,共有三个显示图表,分别描述了位移、速度、加速度的变化情况,在每个图表的右上角,有一个减号“—”按钮,点击它可以从界面中去除这个图表,此时,在相应位置会出现代表图表的按钮,点击它,图表又会重新出现。这样用户可以将注意力集中到自己想观察的量上面,也可以同时观察几个量的变化情况。
- 在每个图表的左下角,有一个“+”按钮,和一个“-”按钮,点击这两个按钮,可以增大或者缩小图表的刻度范围。
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(5)推力实验 |
所属类别 |
◆运动 |
概要说明 |
- 此仿真实验主要是通过推动一个装满东西的物体来研究推力及由此产生摩擦力等作用力与反作用力之间的关系、合力变化情况、综合作用于物体的实际效果,以及由此产生的位移、速度、加速度等的变化情况。
- 仔细观察力、位移、速度及加速度的图表,来充分理解它们之间的相互关系(包括重力和平常的其它力)。
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详细说明 |
- 在实验系统最上面用鼠标拉动小人推动物体,可以通过右侧的列表选择不同的物体,一方面可以增加实验的趣味性,一方面体会推动不同重量的不同物体时的实验状态。
- 实验系统中间图标的左侧有个力的调整器,这是用来直接调整合力的,可以通过调整这个来直接操纵合力大小,从而推动物体。
- 中间的界面默认只显示一个图标即力的图表,其中描述了合力、摩擦力、作用力三个力,可以通过勾选/去除左侧的复选框来设置其中显示的力的种类。
- 点选下面的按钮,可以在界面上增加位移、速度、加速度的图表,也可以点击图表右上角的"X"按钮来去除相应图表。
- 可以通过点击系统左侧的"开始"、"暂停"、"清除"按钮来控制实验的进行。
- 可以通过点击系统下端的"重放"、"暂停"、"倒回"按钮来自动重现刚才的实验。
- 点击系统右上角的"更多控制",可以看到界面出现了一个设置界面,可以设置实验的重力、物体质量、静摩擦力、动摩擦力,从而观察不同情况下的实验状态。
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(6)二维运动 |
所属类别 |
◆运动 |
概要说明 |
- 此仿真实验通过用鼠标拖动小球移动,或者让模拟系统以四种方式移动小球来学习速度和加速度的向量。
- 在小球运动的过程中,仔细观察速度和加速度向量的变化情况。
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详细说明 |
- 实验中蓝色矢量箭头表示加速度的方向和大小,绿色箭头表示速度的方向和大小。
- 通过选择仿真系统上部的选项来选择加速度、速度矢量是否显示。
- 通过选择仿真系统下方的选项来让小球以某种方式自动移动,或者点选“停止”,而用手动方式拖动小球运动。
- 点击“更多控制”按钮来调整和设置时间、速度、加速度的比例大小。
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(7)能量守恒 |
所属类别 |
◆运动 ◆ 功、能 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过滑车的运行来学习能量守恒原理。
- 在滑车运动的过程中,观察其动能和势能。
- 可以切换到不同的行星上观察在不同重力的情况下的运动情况以及能量的转化。
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详细说明 |
- 拖拽左上角的路径到图中,可以将端点和已有的路径进行拼接,从而拼接成自己想要的路径形式,例如圆周、抛物线、过山车轨迹等等。并且也可以拖拽路径的一端从而拉长路径长度。
- 勾选“饼图”的“显示”复选矿,会出现一个标识能量变化的饼图,其中蓝色代表势能,绿色代表动能。
- 点击按钮“能量&时间”,则可以看到能量随着时间的变化图表;“能量&位置”则可以看到能量随着位置的变化图表;“柱形图表”可以看到势能、动能、热能以及总体能量之间的动态变化关系,更直观的观察到能量守恒的原理,注意,系统默认是没有摩擦力的,所以看不到热能的转化,将右侧下方的“静态摩擦系数”改变,即增大了摩擦力,也就有了热能的转化了。
- 位置设为不同的星球,则可以观察到不同重力情况下的实验效果;也可以直接改变重力系数;
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(8)气体的性质 |
所属类别 |
◆运动 ◆热、热电 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 本仿真实验是通过操作这些想象中的气体来说明气体的性质。
- 可以向盒子里增加粒子的数目、改变盒子的体积、对盒子进行加热或者降温,改变重力大小等等。
- 测量温度和压力,观察气体的性质是如何随着每项指标的变化而关联变化的。
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详细说明 |
- 可以通过鼠标推拉气筒泵可以向盒子里注入重/轻气体粒子;拉动箱子上方的盖子使箱子封闭/打开;推动箱子右侧的活塞改变箱子的体积;拖动箱子下方“加热控制”中的滑块对箱子进行加热/冷却;
- 选定右侧上方“常数”中的一个选项,则表明哪一个量在实验过程中保持不变;注意,由于这是仿真实验,一切都是按照实际情况进行模拟的,因此虽然设定了一个常量,但此常量刚开始的时候也许会随着实验而变化,但其最终将随着实验的逐步稳定而固定到常量设置值。正常的使用是实验稳定后,再设置常量,此时可以观察由于此参数不变,实验要保持平衡,其他参数动态变化的情况。
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(9)气球和浮力 |
所属类别 |
◆运动 ◆热、热电 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 本仿真试验针对不同气体的气球来做浮力试验,包括热气体、固定空心球、氦气球等几种气球。
- 仔细观察是什么使一些气球上浮,而另一些下沉。
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详细说明 |
- 可以通过鼠标推拉气筒泵可以向盒子里注入重/轻气体粒子;拉动箱子上方的盖子使箱子封闭/打开;推动箱子右侧的活塞改变箱子的体积;拖动箱子下方“加热控制”中的滑块对箱子进行加热/冷却;
- 选定右侧上方“常数”中的一个选项,则表明哪一个量在实验过程中保持不变;注意,由于这是仿真实验,一切都是按照实际情况进行模拟的,因此虽然设定了一个常量,但此常量刚开始的时候也许会随着实验而变化,但其最终将随着实验的逐步稳定而固定到常量设置值。正常的使用是实验稳定后,再设置常量,此时可以观察由于此参数不变,实验要保持平衡,其他参数动态变化的情况。
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(10)法拉第电磁实验室 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 本仿真实验包含棒状磁铁、线圈、电磁铁、变压器、发电机5个试验,以说明和学习法拉第定律;
- 在一个或者两个卷带马口铁周围移动条形磁铁,从而使电灯发光。观察磁场内的线。有一个仪表显示着当前磁场的方向和大小。
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详细说明 |
- 条形磁铁、指南针、磁场测量仪表均可用鼠标拖动;
- 可以改变条形磁铁的磁场强度,也可以调换两端的极性;
- 磁场和测量仪器等均可设置是否显示和使用。
- 线圈的圈数可以进行设置,以观察产生的不同强度的磁感应现象。
- 电池上有一个调节器,可以调节电压,从而改变电磁铁的磁场强度
- 发电机实验中的水龙头上有一个调节器,可以用来调节水流大小。
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(11)波动演示实验 |
所属类别 |
◆声、波 |
概要说明 |
- 本仿真试验通过一根绳子的运动来模拟波动试验;
- 慢速的振动形成波,仔细观察摆动线的另一端。
- 或者设置振荡器的频率和振幅,由振荡器进行模拟产生。
- 或者调整阻尼和张力进行观察。
- 线的尾端可以设置成固定的、活动的或者完全放开的。
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(12)声音、干涉以及多普勒效应 |
所属类别 |
◆声、波 |
概要说明 |
- 此仿真试验将无形声波有形化,可以让你直观地看到声波的产生和传播以及各种实验效果。
- 共包含“一个声源”、“测量”、“两个声源干涉”、“用反射干涉”、“收听的同时改变气压”五个实验
- 调整声波的频率、音量、共谐波,你可以看到和听到声音是如何变化的。
- 还可以移动接听者的位置,这样,你就可以听到处于不同位置时所应听到的声音了。
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(13)傅立叶 - 合成声波 |
所属类别 |
◆声、波 ◆数学工具 |
概要说明 |
- 此仿真试验演示如何通过将正弦余弦进行合成的方式制造出不同的波。
- 设置波在空间和时间上的参数并观察他们的波长和周期。观察如何通过改变不同共谐波的振幅来改变波。观察这些波所对应的不同的数学表达式。
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(14)摩擦力实验 |
所属类别 |
◆热、热电 |
概要说明 |
- 此仿真试验演示了摩擦力是如何使一个物体的温度上升并软化的。
- 将两个物体放在一起摩擦,他们的温度就会升高,当一个物体的温度达到它融化的温度,物体开始软化,同时粒子就开始被释放。
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(15)黑体光谱 |
所属类别 |
◆热、热电 ◆光、射线 |
概要说明 |
- 本仿真实验将太阳的黑体和可见光光谱进行比较
- 从太阳的黑体光谱学习,一个发光的球体,一个烤炉。调整温度以观察波长和光谱亮度的变化。观察光谱曲线顶点的颜色。
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(16)温室效应 |
所属类别 |
◆热、热电 ◆光、射线 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 本仿真实验描述了温室气体是如何改变气候的?
- 在下面的选项中选择大气的温室气体的级别:1750年、今天、或者将来的某个时间,并且观察地球的气温是如何升高的。增加云或者草地的数目再进行观察。
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(17)微波实验 |
所属类别 |
◆热、热电 ◆光、射线 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过微波加热咖啡过程来讲解微波的工作原理,共包含“一个分子”、“一行分子”、“多分子”、“咖啡”共四种实验演示。
- 调整微波的频率和振幅。观察水分子在周围的旋转和弹跳,观察以不同方式进行显示的微波区域:一条波、一条带向量的线、以及整个区域
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(18)无线电波和电磁场 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 ◆光、射线 |
概要说明 |
- 本仿真实验描述了无线电波是如何进行传播的。
- 用手上下摆动产生电波的电子,或者让它自动震荡,以曲线或者向量显示电磁场。图例显示电子在发送者、接受者的位置。
- 特别注意观察远方竖杆上的电子随之运动的情况
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(19)电场曲棍球 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过一个电场曲棍球游戏来说明电荷之间以及电场的相互关系以及原理。
- 将电荷放在冰上,然后击点击“开始”,试着将黑色电荷击入目标。
- 观察电场,跟踪黑色电荷的运动轨迹。将墙插入目标和黑色电荷之间,以增加游戏的难度。
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(20)气球和静电 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 为什么气球会粘住你的毛衣呢?
- 拿一个气球在毛衣上摩擦,然后放开气球,然后它就会飘到毛衣上并粘在上面。请详细观察毛衣、气球以及墙体的电荷变化情况。
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(21)静电试验 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 本仿真试验描述了静电的产生、累积以及释放的过程。
- 摆动人物的脚,摩擦地面,会产生静电,累积到一定程度,将手*近金属把手,就会看到放电现象。
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(22)电池-电阻电路 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 通过本仿真试验仔细观察一个电阻内部是如何工作的。
- 增加电池的电压,可以看到越来越多的电荷通过电阻。
- 增大电阻,就可以减缓和阻止电荷的通过
- 观察当前电阻温度的变化
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(23)电线电阻 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 ◆数学工具 |
概要说明 |
- 本仿真试验介绍了电线电阻内部的物理结构。
- 改变电线的电阻系数、长度以及横截面积,观察它们对电阻的影响。
- 等式中符号尺寸的变化是随着图中电线相应元素的变化而变化的。
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(24)欧姆定律 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 ◆数学工具 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过对照等式观察一个简单电路,以了解欧姆定律所描述的内容。
- 调整电压和电阻,可以看到它们符合欧姆定律的描述内容。
- 等式中的符号尺寸的变化对应于图表中相应元素的变化。
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(25)电池电压 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 本仿真试验描述了电池内部的工作原理。
- 调整底部期望的电压刻度,可以看到电荷从电池的一端移到另外一端。
- 伏特计将会告诉你电池电压因此产生的变化
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(26)传导性 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 ◆量子现象 |
概要说明 |
- 本仿真实验是一个关于金属、塑料、光电导体的传导性的实验。
- 观察为什么金属可以传导而塑料却不行,为什么有些材料只有当光照在它们上面才具备传导性。
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(27)半导体 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 ◆量子现象 |
概要说明 |
- 本仿真实验是一个半导体的试验。
- 猜测出半导体材料是用来做二极管还是晶体管。
- 观察电子位置和能量的改变。
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(28)电场 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 将一个或多个电荷放入一个电场中,观察它们是如何作用于这个电场的。
- 开启这个电场并且调整方向和量级,再进行观察。
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(29)信号电路 |
所属类别 |
◆电、磁、电路 |
概要说明 |
- 为什么当你合上房间的开关的时候灯就会亮?
- 闭合开关后,电子就会慢慢的沿着电线进行流动,当到达电灯的时候,灯就会亮了。
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(30)透镜光学实验 |
所属类别 |
◆光、射线 |
概要说明 |
- 本仿真实验描述了物体是如何通过透镜成像的。
- 仔细观察透镜是如何使光线发生折射的;观察当你调整了透镜的焦点长度后,图片影像发生了怎样的变化;你可以移动物体,移动透镜,移动成像屏,然后观察实验的变化情况。
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(31)视觉颜色 |
所属类别 |
◆光、射线 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过混合红、绿、蓝三种光,从而产生整个的彩虹光谱。
- 可以改变单色光束的波长或者过滤掉白光。
- 也可以设置纯粹的光束,或者独立的光子进行观察。
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(32)激光实验 |
所属类别 |
◆光、射线 ◆量子现象 ◆前沿研究 |
概要说明 |
- 本仿真试验是从射灯中发射激光,通过控制射灯的能量状态来控制激光的发射。
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(33)核子物理仿真实验 |
所属类别 |
◆光、射线 ◆量子现象 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过启动一个连锁反应,或者传入非放射性的同位素。观察从一个铀核子中释放出的alpha粒子,导致放射性的alpha衰败。
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(34)放电管实验 |
所属类别 |
◆光、射线 ◆量子现象 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 本仿真试验通过用电子轰击原子产生出光。
- 观察不同元素的典型光谱是如何产生的,如何配置你的元素的能量状态来产生出不同颜色的光
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(35)光电效应 |
所属类别 |
◆量子现象 ◆相关化学 |
概要说明 |
- 可以通过本仿真实验观察光子是如何撞击金属中的电子的
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(36)可逆反应 |
所属类别 |
◆相关化学 |
概要说明 |
- 随着时间的变化观察本仿真实验中一个可逆反应的进行情况。
- 可以改变温度、阻碍物的高度、势能,并且观察能量变化是如何影响一个反应的进行速度,以及两者的转化情况。
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详细说明 |
- A、B分别代表反应中互逆生成的两种物质
- 通过右侧的列表可以显示/改变两种物质的分子数目
- 反应室下面有个加热器,通过滑块可以对反应进行加热或冷却
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(37)方程式图表 |
所属类别 |
◆数学工具 |
概要说明 |
- 观察本仿真实验中四种方程式的曲线是如何随着常量的变化而变化的,看看它们是如何将变化施加到多项式曲线上的。
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(38)估算训练 |
所属类别 |
◆数学工具 |
概要说明 |
- 本仿真实验通过三种物体来进行尺寸大小的估算训练,并且可以设置不同难度级别以逐步增强估算技巧的准确性。
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详细说明 |
- 点击“开始”,进行估算游戏;选择等级:1:只有直线;2:直线和二维对象;3:所有对象;
- 出现一大一小两个物体时,要在输入框中输入大物体时小物体的多少倍(允许出现小数)。
- 点击“训练”,出现训练界面,点击其中的“游戏规则”,显示游戏规则定义;点击其中的“帮助示例”,可以看到系统自动进行游戏的训练示例。
- 点击“结束游戏”,即可结束本次游戏,系统会对你此次的游戏效果做出正确的评价。
- 大小输入框中输入的是比率。
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(39)向量加法实验 |
所属类别 |
◆数学工具 |
概要说明 |
- 可以通过本仿真实验学习如何进行向量的合成
- 拖拽向量到图表上,改变它们的长度和角度,并把它们加到一起。
- 数量、角度、以及每个向量的构成可以以几种形式进行显示。
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(40)光量子控制 |
所属类别 |
◆前沿研究 |
概要说明 |
- 观察光学中的研究的一个活动区域:产生设计者脉冲形式来达到特殊的目的,例如分离分子。
- 认真制造出完美形式的脉冲来分离分子,*单独的操作这些颜色的光,制造出一个脉冲。
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