模拟器列表

量子·原子物理模拟器

量子力学、原子物理、辐射、量子统计、隧道效应模拟器集合。

30 个模拟器

该领域相关主题

原子·核16 量子力学12

相邻类别

物理基础化学·反应工程光学材料·破坏

工具列表

玻尔氢原子模型

Bohr Hydrogen Atom Model

在进入振动·声学响应和频率特性相关的相邻工具之前，掌握支配性条件与指标之间的关系的框架。

玻色-爱因斯坦分布模拟器——玻色子量子统计

Bose-Einstein Distribution Simulator — Quantum Statistics of Bosons

玻色-爱因斯坦分布模拟器从化学势 μ、温度 T、能量 E 实时计算玻色子的占有数 n_BE(E)。通过图表可视化与麦克斯韦-玻尔兹曼分布的差异、kT、E→μ 处的发散（BEC 征兆），直观学习玻色子的量子统计。

玻色-爱因斯坦分布玻色子量子统计化学势

带电粒子陷阱模拟器（保罗陷阱）

Charged Particle Trap

带电粒子陷阱模拟器实时可视化保罗陷阱的原理。调整电压和频率，体验带电粒子的捕获·逃逸动作，学习离子陷阱和质量分析的基础。通过直观操作理解科学技术。

带电粒子洛伦兹力回旋加速电磁场

康普顿散射模拟器——光子-电子散射波长偏移

Compton Scattering Simulator — Photon-Electron Wavelength Shift

康普顿散射模拟器从入射光子能量、散射角、标靶质量实时计算散射光子的能量、波长偏移 Δλ、反跳电子的动能和散射角。通过 Δλ(θ) 曲线和散射几何示意图直观理解量子光子-电子碰撞。

康普顿散射Compton scattering光子电子

费米-狄拉克分布模拟器——电子量子统计

Fermi-Dirac Distribution Simulator — Quantum Statistics of Electrons

费米-狄拉克分布模拟器从费米准位 E_F、温度 T、观测能量实时计算电子的占有概率 f(E)。通过图表可视化热能 kT、相邻点的比值 f(E)/f(E+ΔE)、温度引起的过渡带展宽，直观理解量子统计。

费米-狄拉克分布电子量子统计费米准位

量子谐振子波函数——Hermite多项式

Quantum Harmonic Oscillator Wave Function — Hermite Polynomials

在进入振动·声学响应和频率特性相关的相邻工具之前，掌握支配性条件与指标之间的关系的框架。

量子谐振子波函数Hermite多项式本征函数

海森伯不确定性原理模拟器

Heisenberg Uncertainty Principle

海森伯不确定性原理模拟器以物理模型的条件设定和可视化为轴，短期追踪现值和变化趋势的页面。

不确定性原理海森伯量子力学波函数

氢原子光谱·玻尔模型模拟器

交互式可视化氢原子的玻尔模型和光子发射·吸收光谱。自动计算莱曼系列、巴尔末系列、帕邢系列的跃迁波长、光子能量、振动数。支持类氢离子（He⁺、Li²⁺）。包含轨道动画。

氢原子玻尔模型能级光谱

核结合能模拟器

Nuclear Binding Energy

使用贝特-魏茨泽克半经验式实时计算原子核的结合能的原子核物理模拟器。改变质子数 Z、中性子数 N，可视化体积项、表面项、库仑项、对称项的贡献以及 BE/A 曲线、核裂变·核聚变的能量源。

核结合能质量亏损核裂变核聚变

放射性衰变模拟器

实时计算 C-14、I-131、Co-60、Ra-226、Tc-99m 的放射性衰变。可视化 N(t)=N₀e^(−λt) 的指数衰减和衰变链（Bateman方程）。直观理解半衰期、放射性、剂量。

放射性衰变半衰期α衰变β衰变

核裂变链式反应模拟器

Nuclear Fission

模拟核裂变链式反应。调整铀浓缩度、减速剂、控制棒吸收率、初始中性子数，图形显示有效增倍率keff、堆芯状态（未临界/临界/超临界）、各代中性子数推移。最适合原子能工程基础学习。

核裂变链式反应临界

核燃料燃耗模拟器

Nuclear Fuel Burnup & Reactivity Simulator

计算轻水堆、快堆的核燃料燃耗（Burnup, GWd/MTU）和反应度。从 U-235 浓缩度、燃料质量、热功率、运行天数求取 Pu 生成量、核分裂产物、周期末余裕的免费模拟器。

燃耗Burnup核燃料反应度

核聚变托卡马克Q值模拟器

Nuclear Fusion Tokamak Q-Factor Simulator

实时计算 D-T 核聚变托卡马克的 Q 值（核聚变输出 / 投入加热）和 Lawson 三重积 n·T·τ。改变等离子体温度、密度、约束时间、主半径、托卡马克磁场、辅助加热，确认 ITER 或 DEMO 级设计灵敏度的免费模拟器。

核聚变托卡马克Q值Lawson

核反应堆中子扩散模拟器

Nuclear Reactor

核反应堆中子扩散模拟器基于单群扩散理论，实时计算·可视化原子核反应堆的临界条件和中子通量分布。操纵堆芯设计参数，直观学习有效增倍率keff与临界设计的关系的CAE教育工具。

中子扩散有效增倍系数核裂变临界条件

辐射屏蔽计算工具

Nuclear Shielding

用铅、混凝土、水等材料和厚度实时模拟伽玛射线屏蔽计算。屏蔽计算工具可立即计算 HVL（半价层）、TVL（十价层）、透射线剂量率。是有用于原子能设施和辐射管理实务的伽玛射线衰减模拟器。

辐射屏蔽伽玛射线HVL积累因子

盒中粒子·量子阱模拟器

Particle In Box

量子力学基础：交互式可视化盒中粒子（无限阱势）的波函数、能级。实时绘制电子、质子、中性子的量子数n=1～8的ψₙ(x)和概率密度|ψₙ|²。还包含叠加态的时间演化动画。

量子力学无限阱能本征值波函数

光电效应·普朗克常数计算器

Photoelectric Effect

光电效应·普朗克常数计算器比较物理模型条件改变时设计余裕如何变动。

光电效应普朗克常数功函数量子

光子能量·量子效率计算器

从波长实时计算光子能量、频率、光子通量、照度、摩尔光子数、光化学反应速率。用 UV/VIS/NIR/IR 区域的光谱颜色渐变图可视化。支持 LED、激光、太阳光。

光子能量量子效率波长LED

量子谐振子模拟器

Quantum Harmonic

通过量子谐振子模拟器，直观理解波函数和概率密度、离散的能级。改变量子数n从0到8，实时可视化状态的变化。是量子力学基础学习和CAE模拟的最优交互式工具。

量子力学谐振子波函数概率密度

量子自旋模拟器

量子自旋模拟器在 Bloch 球上可视化自旋 1/2 系统的量子态。实时模拟磁场中的 Larmor 进动、自旋期望值计算、Rabi 振荡的概率波动。是直观学习量子力学核心的教育工具。

量子自旋自旋角动量磁矩Bloch球

量子隧道效应计算器

Quantum Tunneling

在线免费体验量子隧道效应的计算。自在调整势能障壁的高度和宽度，实时模拟隧道概率。比较 WKB 近似和严格解，同时学习 α 衰变、隧道二极管等实际应用。适用于教育到研究。

量子隧道WKB近似透射概率势能障壁

量子阱能级计算工具

实时计算量子阱的能级。内置 GaAs/AlGaAs/InGaAs 的有效质量。通过数值求解无限阱解析解和有限阱超越方程，可视化波函数 ψ 和能级。用于半导体激光、量子级联激光设计。

量子阱薛定谔方程能级半导体激光

辐射屏蔽计算器

Radiation Shielding

伽玛射线、贝塔射线、中子的屏蔽计算。用 Beer-Lambert 定律和积累系数计算 I=I₀×exp(-μρx)。用铅、混凝土、水、铁等材料实时计算半价层 (HVL)、十价层 (TVL)、线剂量率。

辐射屏蔽半价层衰减系数积累系数

放射性衰变模拟器

Radioactive Decay Chain Simulator

关于物理模型的条件设定和可视化，在进入相邻工具之前，掌握支配性条件与指标关系的框架。

放射性衰变·半衰期计算器

Radioactive Decay

关于物理模型的条件设定和可视化，在进入相邻工具之前，掌握支配性条件与指标关系的框架。

放射性衰变半衰期Bateman方程核种

放射性碳定年模拟器

Radiocarbon Dating Simulator

物理模型的条件设定和可视化初期检讨，代表条件和主要指标的关系可在同一画面上读取。

放射性碳14C半衰期年代测定

反应堆动特性·点堆模型模拟器

Reactor Kinetics

反应堆动特性·点堆模型模拟器用 RK4 法对点堆动特性方程进行数值积分，实时可视化反应度投入或紧急停堆、6 群遗发中性子的行为。具备基于即发临界条件（ρ≧β）的警告功能，逆时间方程（inhour equat

原子堆动特性反应度遗发中性子

自旋进动模拟器——Larmor进动与NMR/MRI基础

Spin Precession Simulator — Larmor Precession and NMR/MRI Basics

自旋进动模拟器可视化静磁场 B_0 中磁矩进行的 Larmor 进动和 T_1/T_2 弛豫。是可以立即计算 MRI 1.5T 中质子 Larmor 频率 63.85 MHz 的 NMR/MRI 教育工具。

自旋进动Larmor 进动NMRMRI

波粒二象性模拟器

Wave-Particle Duality

从粒子质量、速度实时计算德布罗意波长 λ=h/(mv)，可视化双缝干涉图样和电子显微镜的分辨率的量子物理模拟器。通过数字和动画体感量子的波粒二象性。

波粒二象性德布罗意波长双缝概率波

WKB近似模拟器——量子隧道概率

WKB Approximation Simulator — Quantum Tunneling Probability

用 WKB 近似计算粒子穿过矩形势能障壁的量子隧道概率。改变能量、障壁高度和宽度、粒子质量，实时可视化衰减常数 κ、透射概率 T、透射深度的免费模拟器。

WKB近似量子隧道隧道效应透射概率

使用指南

设置薛定谔方程初始条件：粒子质量（电子质量9.109×10⁻³¹kg）、势能函数、波函数初始形状
输入数值分析参数：格点间隔Δx=0.01nm、时间步长Δt=0.001fs、积分终止时刻
选择隧道效应或能带结构计算，用 cat-filter 筛选障壁条件后执行模拟

具体计算示例

铝层（厚度2nm）的电子隧道：初始能量3.5eV、势能障壁5.2eV、m*=0.26m₀计算时，得到透射系数 T≈2.3×10⁻⁶、透射电流密度 J=1.8×10³A/cm²。用 cat-filter 条件化室温300K以下时，自动应用考虑声子散射的修正系数0.94。

实务注意事项

半导体器件设计时计算能隙时，GaAs(Eg=1.424eV at 300K) 与 SiO₂(Eg=8.9eV) 混合结构中，需用 cat-filter 严格分离各材料的有效质量张量
X射线晶体分析时，对于格常 a=0.543nm(Si)，应将波函数收敛判定阈值设置在1×10⁻⁸以下，用 cat-filter 排除数值误差导致的虚假量子态
辐射线剂量评估时统一用吸收剂量Gray单位，为精确计算α粒子（He核）与β粒子的相互作用距离，需在 cat-filter 中启用屏蔽效应