量子和原子
量子力学模拟器
专注于量子力学领域的量子和原子系统相关计算条件、公式和设计判断比较的模拟器集合。
12 个模拟器
邻接分类
工具列表
荷电粒子陷阱模拟器（保罗陷阱）
Charged Particle Trap
量子力学
荷电粒子陷阱模拟器以实时可视化保罗陷阱原理。调整电压和频率，体验荷电粒子的捕捉和逃逸运动，学习离子陷阱和质量分析的基础。直观的操作让您能够理解科学技术。
量子谐振子波函数 — 埃尔米特多项式
Quantum Harmonic Oscillator Wave Function — Hermite Polynomials
量子力学
在转向振动和声学响应以及频率特性的相关工具之前，此设计用于掌握支配条件和指标之间的关系。
海森堡不确定性原理模拟器
Heisenberg Uncertainty Principle
量子力学
海森堡不确定性原理模拟器以物理模型条件设置和可视化为核心，用于短期追踪当前值和变化趋势的页面。
盒中粒子·量子井模拟器
Particle In Box
量子力学
量子力学基础：盒中粒子（无限井势）的波函数和能级的交互式可视化。实时绘制量子数 n=1～8 的 ψₙ(x) 和概率密度 |ψₙ|²，应用于电子、质子和中子。还包括叠加态的时间演化动画。
光子能量·量子效率计算器
Photon Energy
量子力学
从波长实时计算光子能量、频率、光子通量、照度、摩尔光子数和光化学反应速率。使用 UV/VIS/NIR/IR 区域光谱颜色梯度图表可视化。支持 LED、激光和太阳光。
量子谐振子模拟器
Quantum Harmonic
量子力学
使用量子谐振子模拟器视觉上理解波函数和概率密度，以及离散能级。改变量子数 n 从 0 到 8，实时可视化状态变化。这是量子力学基础学习和 CAE 模拟的最佳互动工具。
量子自旋模拟器
Quantum Spin
量子力学
使用量子自旋模拟器在布洛赫球上可视化自旋 1/2 系统的量子态。实时模拟磁场中的拉莫尔进动、自旋期望值计算和拉比振荡的概率变化。这是学习量子力学核心的直观教育工具。
量子隧穿效应 计算器
Quantum Tunneling
量子力学
免费体验在线量子隧穿效应计算。自由调整势垒的高度和宽度，实时模拟隧穿概率。比较 WKB 近似和精确解，同时学习 α 衰变、隧穿二极管等实世界应用。供教育和研究使用。
量子井能级计算工具
Quantum Well
量子力学
实时计算量子井能级。内置 GaAs/AlGaAs/InGaAs 的有效质量。通过数值求解无限井的解析解和有限井的超越方程，可视化波函数 ψ 和能级。用于半导体激光和量子级联激光设计。
自旋进动模拟器 — 拉莫进动与 NMR/MRI 基础
Spin Precession Simulator — Larmor Precession and NMR/MRI Basics
量子力学
自旋进动模拟器可视化静磁场 B_0 中磁矩进行的拉莫进动和 T_1/T_2 松弛。这是一个 NMR/MRI 教育工具，可快速计算 MRI 1.5T 中质子的拉莫频率 63.85 MHz。
波粒二象性模拟器
Wave-Particle Duality
量子力学
从粒子质量和速度实时计算德布罗意波长 λ=h/(mv)，并可视化双缝干涉图案和电子显微镜分辨率的量子物理模拟器。通过数字和动画体验量子的波粒二象性。
WKB近似模拟器 — 量子隧穿概率
WKB Approximation Simulator — Quantum Tunneling Probability
量子力学
使用 WKB 近似计算矩形势垒中粒子穿过的量子隧穿概率。改变能量、势垒高度和宽度、粒子质量，实时可视化衰减常数 κ、透射概率 T 和透射深度的免费模拟器。
使用指南
- 选择势函数（无限井势、谐振子、氢原子）
- 输入边界条件和质量参数（电子质量 me=9.109×10⁻³¹kg）
- 计算并可视化能级和相应的波函数 φ(x)
具体计算示例
无限井势（L=1nm）的 n=2 能级：E₂=8.8eV，波函数在井内呈 sin(2πx/L) 形状。谐振子（ω=2×10¹⁵rad/s）的 n=1 激发态：E₁=1.055×10⁻³⁴J，由高斯函数与多项式的乘积表示。氢原子 1s 轨道（n=1, l=0）：E=-13.6eV，玻尔半径 a₀=0.053nm。
实际应用中的注意事项
- 隧穿效应计算中，势垒宽度与高度比（V₀/E）对透射率有指数影响，故将数值精度设置在 0.01eV 以下
- 多粒子系统使用 Slater 行列式确保反对称性，通过自洽场方法考虑电子相关性
- 时间演化模拟时，库朗条件（Δt≤Δx²/4D）必须满足，否则数值不稳定
- 使用价电子近似时，必须对有效核电荷 Zeff 进行屏蔽效应修正