# 理见 SeeScienceLab > 免费的中学自然科学(物理、化学、生物、地理)可视化在线模拟实验网站(中文)。每个模型对应一个课本知识点,可在浏览器中直接拖动、调节参数观察现象,无需安装或登录,手机电脑均可使用。每个模型页面下方附有原理讲解、规律总结表和常见问题。 网址:https://seesciencelab.com/ 适用对象:初中、高中学生,科学爱好者,课堂演示的老师。 ## 模型 - [地日模型:地球公转与四季](https://seesciencelab.com/earth-sun/):3D 演示地球公转与自转、太阳直射点在南北回归线之间的移动、晨昏线、昼夜长短变化、极昼极夜,可切换春分/夏至/秋分/冬至,查看北京等城市的昼长、日出日落时刻和正午太阳高度(H = 90° − |φ − δ|),并可调节黄赤交角观察四季如何消失。适用于初中地理"地球的运动"、高中地理选择性必修 1《地球的运动》。 - [凸透镜成像规律](https://seesciencelab.com/convex-lens/):拖动蜡烛改变物距,实时绘制三条特殊光线(平行光线、过光心光线、过焦点光线)的光路图,显示像距、放大率和像的性质(倒立/正立、放大/缩小、实像/虚像),并提供蜡烛—凸透镜—光屏的 3D 实验台。规律:u>2f 倒立缩小实像(照相机),u=2f 倒立等大实像,f 电子数为阳离子,质子数 < 电子数为阴离子;相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数。适用于初中化学九年级上册第三单元《物质构成的奥秘》"原子结构"。 - [熔化和凝固:晶体与非晶体的熔化、凝固曲线](https://seesciencelab.com/melting/):模拟“探究固体熔化时温度的变化规律”实验——铁架台、酒精灯、陶土网、烧杯水浴加热试管里的海波(熔点 48 °C)、萘(80.5 °C)、冰(0 °C)、石蜡、松香,温度计实时读数,同步画出温度—时间图像并每分钟描点、填写记录表,同时画出水温曲线;撤去酒精灯后画出凝固图像(冰放入冰盐混合物中凝固);自动标出 A、B、C、D 等关键点和各段状态(固态、固液共存、液态);可同时加热海波和石蜡对比晶体与非晶体,可看微观粒子(晶体粒子排列规则、熔化时挣脱原位,非晶体排列无规则),可取消水浴改为直接加热比较升温快慢;在图像上移动可读出任一时刻的温度和状态。要点:熔化吸热、凝固放热;晶体有熔点,熔化时吸热温度不变、处于固液共存状态,图像有水平段,同种晶体凝固点等于熔点;非晶体没有熔点,熔化时温度不断升高、逐渐变软变稀;晶体熔化条件为温度达到熔点且继续吸热;水浴法使物质受热均匀、升温较慢便于记录。适用于初中物理八年级上册第三章《物态变化》“熔化和凝固”。 - [气温和降水:气温曲线和降水量柱状图与气候类型判断](https://seesciencelab.com/climate-chart/):世界 24 个代表城市(新加坡、孟买、喀土穆、上海、罗马、伦敦、北京、莫斯科、拉萨等)的气温曲线和降水量柱状图,读出最高月和最低月均温、气温年较差、年平均气温、年降水量和多雨期,在图上移动读出各月数据;按"以温定带、以水定型"一步步判读:先由气温最高月在 7 月前后还是 1 月前后判断南北半球,再由最冷月气温定温度带(> 15 °C 热带、0~15 °C 亚热带、< 0 °C 温带,最热月 < 10 °C 寒带),最后看降水总量与季节分配定气候类型,图上同步标出夏半年、0 °C 与 15 °C 参考线;涵盖热带雨林、热带草原、热带季风、热带沙漠、亚热带季风和季风性湿润、地中海、温带海洋性、温带季风、温带大陆性、苔原、冰原、高原山地共 12 种气候类型及其特点、分布和成因;世界地图上按气候类型着色显示城市位置;"判断练习"随机出图(不显示地名),可逐步提示;"自己调数据"可拖动气温点和降水柱、整体升降温、降水加倍减半、平移半年(变成另一半球),实时看气候类型的变化。要点:北半球 7 月前后最热,南半球 1 月前后最热;温带季风与亚热带季风都是夏雨冬干,以最冷月 0 °C 区分;地中海气候夏干冬雨、雨热不同期;温带海洋性气候全年温和湿润、最热月 < 22 °C;高原山地气候必须结合海拔判断。适用于初中地理七年级上册第三章《天气与气候》"世界的气候",以及高中地理气候类型判读。 - [声音的特性:音调、响度、音色与声波波形](https://seesciencelab.com/sound-wave/):三个场景。① 音调与响度:一端压在桌边的钢尺(可拖动尺端改变伸出长度、上下拨动后松手)或一套 C 调音叉(256~512 Hz,旁边悬挂乒乓球被弹开),同步显示发声体振动、空气中疏密相间的声波(标出密部、疏部、波长)和话筒处示波器波形(标出周期与振幅),读出频率、周期、波长、音调、响度(分贝示意)以及人、狗、猫、蝙蝠、海豚、大象中谁能听到;可改拨动力度和听者距离、让振动逐渐减弱、保存参考波形对比;钢尺伸出约 20 cm 以上频率低于 20 Hz,成为次声,人耳听不到;底部为次声—可听声—超声频率轴与动物听觉范围。② 音色:音叉、长笛、钢琴、小提琴、单簧管、人声在音调和响度相同时的波形与基音、泛音柱状图对比,可做泛音分解。③ 波形判断练习:根据甲、乙两幅波形判断音调、响度、音色是否相同。可用 Web Audio 实际发声。要点:音调由频率决定(频率越高音调越高),响度由振幅决定并与距发声体远近有关,音色由发声体的材料和结构决定;波形图上看疏密比音调、看高低比响度、看形状比音色;人耳听觉范围 20~20000 Hz,低于 20 Hz 为次声波、高于 20000 Hz 为超声波;15 °C 空气中声速 340 m/s。适用于初中物理八年级上册第二章《声现象》"声音的特性"。 - [光的反射与平面镜成像:反射定律、玻璃板找像、潜望镜](https://seesciencelab.com/plane-mirror/):三个场景。① 反射定律:以入射点为圆心的量角盘,拖动激光笔改变入射角,实时显示入射角、反射角、入射光与镜面的夹角,光点动画显示光的传播方向;可演示垂直入射(原路返回)、光路可逆,记录多组入射角和反射角;反射面可换成粗糙表面,一束平行光照上去反射光射向四面八方(漫反射),每条光线相对自己那一小块表面的法线仍满足反射角等于入射角。② 平面镜成像(俯视桌面):竖直放置的玻璃板前点燃蜡烛 A,拖动未点燃的相同蜡烛 B 直到与 A 的像完全重合,刻度尺读出物距和像距;画出 A 射向眼睛的光线和反射光线的反向延长线交于像点;可在像处放光屏(承接不到像,是虚像),可把玻璃板换成厚玻璃板(前后表面各成一个像)或平面镜(看不到镜后的 B),物体可换成字母 F 看像左右相反,眼睛移到镜后或太偏时看不到像。③ 潜望镜:镜筒内两块平行且与水平面成 45° 的平面镜,光经两次反射进入眼睛,显示镜 1 所成的像和最终正立的虚像,可转动下面的平面镜看像怎样歪斜。要点:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,光路可逆;镜面反射和漫反射都遵循反射定律;平面镜成正立、等大的虚像,像与物到镜面的距离相等、连线与镜面垂直,像与物关于镜面对称;探究实验用薄玻璃板代替平面镜以便确定像的位置。适用于初中物理八年级上册第四章《光现象》"光的反射""平面镜成像"。 - [凹透镜成像:发散作用、虚焦点与三条特殊光线](https://seesciencelab.com/concave-lens/):三个场景。① 对光的作用:平行光(可斜射)、点光源、会聚光分别射向凹透镜或凸透镜,光点动画显示传播方向,虚线画出不放透镜时原来的传播方向和出射光的反向延长线;平行于主光轴的光经凹透镜后发散、反向延长线交于虚焦点,射向异侧虚焦点的光经凹透镜后平行于主光轴,会聚光经凹透镜后会聚点变远甚至变成发散光,光源在凸透镜焦点以内时出射光仍发散但比原来更靠拢主光轴。② 凹透镜成像:拖动蜡烛(或自动往返移动),画出凹透镜三条特殊光线(平行于主光轴→反向延长线过同侧虚焦点、过光心不变、射向异侧虚焦点→平行于主光轴)及反向延长线,显示物距、像距、放大率;可叠加同焦距凸透镜对比同一物距下的成像,可开启人眼观察看进入瞳孔的光束好像从虚像发出。③ 判断透镜:光线从方框左边射入、右边射出,判断方框里是凸透镜还是凹透镜,含"出射光仍发散却是凸透镜""两条光线在框内相交"等易错题,答后显示透镜和光路。要点:凹透镜中间薄、边缘厚,对光有发散作用,焦点是虚焦点;不论物体在哪里,凹透镜都成正立、缩小的虚像,像与物同侧、在虚焦点与光心之间(1/u + 1/v = 1/f,f 取负值);判断会聚还是发散要和光原来的传播方向比较;近视眼镜是凹透镜。适用于初中物理八年级上册第五章《透镜及其应用》"透镜""眼睛和眼镜"。 - [照相机、投影仪和放大镜:生活中的透镜](https://seesciencelab.com/lens-uses/):三个场景,上方小窗显示"所见"、下方同步画凸透镜三条特殊光线和光束。① 照相机:拖动树改变物距,看底片上倒立、缩小的实像(底片视图与转正后的照片),可调镜头焦距(长焦拍得更大);关闭自动对焦后底片不在像的位置照片会模糊,拖动"镜头到底片"或一键对焦;物体太近时像比底片大、拍不全,或镜头伸不出那么长。② 投影仪:光源、投影片、镜头、屏幕,拖动投影片和屏幕找清晰的像,屏幕上为倒立、放大的实像,像越大越暗;可取消"投影片倒着放"看屏幕上的 F 上下左右都颠倒;投影片在焦点以内时屏幕上只有一片光。③ 放大镜:拖动书上的字和眼睛,对比"直接看"与"透过放大镜看",字在焦点以内看到正立、放大的虚像(越靠近焦点越大),越过焦点成倒立实像,眼睛离得近时一片模糊。要点:照相机 u > 2f,f < v < 2f,倒立缩小实像;投影仪 f < u < 2f,v > 2f,倒立放大实像(教室投影仪用平面镜改变光路);放大镜 u < f,正立放大虚像,像与物同侧;成实像时物近像远像变大;实像能用光屏承接,虚像不能。适用于初中物理八年级上册第五章《透镜及其应用》"生活中的透镜""凸透镜成像的规律"。 - [月相变化:月相成因、月相与农历、月亮的出没](https://seesciencelab.com/moon-phase/):三个场景。① 月相成因(3D):太阳光从一侧平行射来,拖动月球绕地球公转(或按农历日期播放),左下角同步显示从地球上看到的月相;轨道上标出新月、娥眉月、上弦月、凸月、满月、凸月、下弦月、残月八个典型位置(点击可跳转),金色圈标出被照亮半球的边界、蓝色半球标出朝向地球的一半,两者重叠部分就是看到的亮面;读出月龄、日月角距、亮面比例和朝向、月出/中天/月落时刻;可切换北极上空俯视,可切换南半球观察者(看到的月亮左右颠倒);月球同步自转,总是同一面朝向地球。② 何时何处看月亮:面向南方的天空全景,按地方时显示太阳和月亮的位置、天色明暗,月亮亮面始终朝向太阳;配北极上空俯视图(观察者与地平线)和 24 小时日月出没时间轴,播放时月出每天推迟约 50 分钟。③ 判断月相练习:看图说月相或农历日期、看夜空判断农历、已知农历和时刻判断月亮在哪个方位。要点:月球不发光、总有一半被照亮,日地月位置变化使朝向地球的亮面多少不同;朔望月 29.53 天,农历初一新月、初七八上弦月、十五十六满月、廿二三下弦月;北半球上半月西(右)半边亮、下半月东(左)半边亮,“上上上西西、下下下东东”;新月与太阳同升同落,上弦月正午升起、黄昏在南方,满月日落时升起、通宵可见,下弦月半夜升起、清晨在南方。适用于浙教版初中科学七年级下册“月相”、小学科学“月相变化的规律”及高中地理“地球的宇宙环境”拓展。 - [日食和月食:本影、半影、日全食与日环食、月食过程与食季](https://seesciencelab.com/eclipse/):四个场景。① 日食:太阳、月球、地球的侧视图画出月球的本影、半影和伪本影(外公切线、内公切线),上下拖动月球(或播放)让月影扫过地球,地面上标出本影区、伪本影区、半影区;沿地面拖动观察者,小窗同步显示他看到的太阳(日全食时天空变暗、可见日冕,日环食留下亮环,日偏食缺一块),读出食分和被遮住的面积;月地距离在近地点(35.7 万千米)与远地点(40.6 万千米)之间可调,看本影能否到达地面、月球与太阳视直径的大小关系。② 月食:上方为地球本影、半影的侧视截面,下方为从地球上看(面向南方)的月食进程图,地影大小按真实比例(本影直径约为月球的 2.7 倍),播放或拖动月球看初亏、食既、食甚、生光、复圆,月全食时月面呈暗红色;调节月球离地影中心的距离得到月全食、月偏食、半影月食或没有月食,读出本影食分、全食和本影食持续时间。③ 一年中的日月食(3D):地球绕太阳公转、月球绕地球公转,白道面与黄道面约 5.1° 的夹角(可放大 3 倍)、升交点与降交点、地影与月影,可跟随地球看新月、满月时月球从影子上方或下方经过;时间轴标出 2025—2030 年每一次新月、满月和日食、月食(按天文平均运动加主要修正项推算,北京时间)以及两个食季。④ 判断练习:看侧视图判断某处看到日全食、日环食、日偏食还是看不到,看月食进程图判断食相,日食月食的条件、月相、农历和开始方向。要点:日食是月球挡住太阳(日—月—地),只发生在新月(农历初一);月食是月球进入地影(日—地—月),只发生在满月(十五、十六);本影区看到日全食,伪本影区看到日环食(月球在远地点附近),半影区看到日偏食;月食有全食、偏食和半影月食,没有环食;日食从太阳西边缘开始,月食从月亮东边缘开始;白道与黄道有约 5° 夹角,只有新月、满月发生在交点附近(食季,每年两次、相隔约半年)时才发生日食、月食;看到月食的地区比看到日食的地区大得多。适用于浙教版初中科学七年级下册“日食和月食”、人教版初中物理八年级上册“光的直线传播”及高中地理“地球的宇宙环境”拓展。 - [正午太阳高度与昼夜长短:太阳视运动、日出方位、极昼极夜](https://seesciencelab.com/sun-altitude/):三个场景。① 太阳视运动:任选纬度(−90°~90°,或漠河、北京、广州、新加坡、悉尼、北极圈、北极点等)和日期,在天球上看太阳一天的视运动轨迹(可拖动旋转视角,俯视、平视),对比二分二至的轨迹,标出日出、日落的时刻和方位、正午太阳高度角,立竿的影子随时刻改变长短和朝向;可显示天赤道与北极星方向(仰角等于纬度);下方 24 小时昼夜条。② 剖面与分布:正午所在经线的剖面图,太阳光平行射来,标出直射点、晨昏线、回归线和极圈,拖动观察者改变纬度,看阳光与当地地平面的夹角就是正午太阳高度,纬线被晨昏线分成昼弧和夜弧;右侧曲线显示同一天正午太阳高度和昼长随纬度的分布(极昼、极夜范围),或同一地点一年中的变化;读出楼间距(楼高 ÷ tan H)和太阳能热水器倾角(90° − H)。③ 判断练习:计算正午太阳高度、楼间距、热水器倾角,判断日出方位和正午影子朝向,比较不同地方的昼长。要点:H = 90° − |φ − δ|;正午太阳高度由直射点向南北两侧递减,夏至日北回归线及以北达最大值;直射点在哪个半球,哪个半球昼长夜短、纬度越高昼越长,极圈内出现极昼;赤道全年、二分日全球昼夜等长;直射点在北半球时日出东北、日落西北,在南半球时日出东南、日落西南,二分日正东升正西落;日出时刻 = 12 − 昼长 ÷ 2(地方时)。适用于人教版高中地理选择性必修 1《地球的运动》“地球公转的地理意义”。 - [带电粒子在磁场中的运动:洛伦兹力、圆周运动半径与周期、有界磁场](https://seesciencelab.com/lorentz-force/):三个场景。① 匀强磁场:选质子、氘核、α 粒子或负氢离子,调速度(0.2~5×10⁶ m/s)、磁感应强度(0.05~0.5 T)和磁场方向(垂直纸面向里/向外),看粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度 v 与洛伦兹力 F 始终垂直、F 指向圆心,读出 F = qvB、半径 r = mv/(qB)、周期 T = 2πm/(qB)、动能(不变);可同时发射速度为 2v 的同种粒子(半径加倍、同时回到出发点)或另一种粒子作对比,所有粒子按同一倍数慢放。② 有界磁场:直线边界、平行双边界、圆形区域,拖动改变入射方向或入射点,画出圆心、两条半径和圆心角,读出在磁场中的运动时间 t = θ/360° × T 和出射位置;双边界画出与上边界相切的临界轨迹并给出临界速度,圆形区域验证沿半径射入沿半径射出、tan(θ/2) = R/r;一键发射“旋转圆”(速度大小相同、方向不同)、“放缩圆”(方向相同、大小不同)和平行粒子束(r = R 时磁聚焦),可显示各轨迹圆心的轨迹。③ 判断练习:用左手定则判断洛伦兹力方向,比较两种粒子在相同速度/动能/动量/加速电压下的半径、周期之比,求直线边界磁场中的圆心角和运动时间。要点:洛伦兹力不做功;r ∝ v,T 与 v 无关;偏转角 = 圆心角 = 2 × 弦切角;直线边界进出磁场速度与边界夹角相等。适用于人教版高中物理选择性必修第二册《安培力与洛伦兹力》“磁场对运动电荷的作用力”“带电粒子在匀强磁场中的运动”。 - [平抛运动:运动的合成与分解、频闪照片、速度与位移的分解、斜面上的平抛](https://seesciencelab.com/projectile-motion/):三个场景。① 平抛运动:调初速度(0.5~12 m/s)、抛出高度(0.2~20 m)和重力加速度(地球 9.8、取 10、月球 1.63),小球从平台边缘水平抛出,画出轨迹和频闪照片(间隔按下落时间自动取 0.05、0.1、0.2 s 等),可同时释放一个自由落体小球(始终与平抛小球等高、同时落地)和一个在地面上以 v0 匀速运动的小球(始终在平抛小球正下方、落地时恰被砸中);拖动小球或时刻滑块停在任意时刻,显示速度的分解(vx、vy、v 与夹角 θ)、位移的分解(x、y、s 与夹角 α)和速度反向延长线过水平位移中点,读出落地时间 t = √(2h/g)、水平射程、落地速度和频闪照片中相邻竖直间距之差 gT²;可实际速度或慢放。② 斜面上的平抛:从倾角 θ 的斜面顶端水平抛出、落回斜面,读出 t = 2v0tanθ/g、落点、落到斜面时的速度方向 tanφ = 2tanθ,可同时抛出 0.5v0、v0、1.5v0 三个小球看落点速度方向彼此平行,标出 t/2 时速度平行于斜面、离斜面最远的点;水平抛出后垂直撞在斜面上,t = v0/(g·tanθ)。③ 判断练习(g 取 10 m/s²):比较两物体的落地时间和水平位移之比,已知高度和初速度求时间、水平距离、落地速度,方格纸上的频闪照片用 Δy = gT² 求初速度和竖直分速度、判断抛出点,由时间求速度方向、由位移方向求 tanθ。要点:平抛 = 水平方向匀速直线运动 + 竖直方向自由落体运动;落地时间只由高度决定;加速度恒为 g,是匀变速曲线运动,轨迹为抛物线 y = gx²/(2v0²);tanθ = 2tanα。适用于人教版高中物理必修第二册第五章《抛体运动》“运动的合成与分解”“实验:探究平抛运动的特点”“抛体运动的规律”。 - [宇宙速度与卫星变轨:第一宇宙速度、第二宇宙速度、同步卫星、霍曼转移](https://seesciencelab.com/satellite-orbit/):四个场景,从北极上空俯视,地球(大陆轮廓随自转转动)与轨道按真实比例画,只计地球引力(GM = 3.986 × 10¹⁴ m³/s²,R = 6371 km)。① 宇宙速度:像牛顿设想的那样,在 0~2000 km 高处水平发射物体,调发射速度(3~13 km/s),依次看到落回地面(速度越大落得越远)、绕地球做圆周运动、沿越来越扁长的椭圆轨道运行(发射点为近地点)、沿抛物线/双曲线逃逸;旧轨迹保留对比,显示该高度的环绕速度和逃逸速度(h = 0 时为 7.9 km/s、11.2 km/s)、近地点和远地点高度、周期、落点距离。② 环绕规律:近地卫星、可调高度的卫星 A 和同步卫星同屏做匀速圆周运动,读出 v、ω、T、a,配 v–r、T–r 曲线;同步卫星始终在赤道上地面站的正上方。③ 卫星变轨:霍曼转移——近地圆轨道 1 在 P 点加速进入椭圆轨道 2、在远地点 Q 加速进入圆轨道 3(如近地轨道 → 同步轨道),也可减速返回,读出 vP > v1 > v3 > vQ、两次点火的 Δv、T1 < T2 < T3、同一点加速度相同、E1 < E2 < E3;自由点火模式下沿速度方向加速或减速任意 Δv,看轨道怎样变化、减速过多会坠落、加速过多会逃逸。④ 判断练习:按发射速度判断物体去向(含第三宇宙速度 16.7 km/s),两颗卫星的 v、ω、T、a 之比,同步卫星发射过程中的变轨说法判断。要点:v = √(GM/R) = √(gR) ≈ 7.9 km/s 是最小发射速度、最大环绕速度;高轨低速长周期;加速做离心运动升轨、减速做向心运动降轨。适用于人教版高中物理必修第二册第七章《万有引力与宇宙航行》“万有引力理论的成就”“宇宙航行”。 - [电磁感应:感应电流的产生条件、右手定则、楞次定律](https://seesciencelab.com/electromagnetic-induction/):三个场景。① 切割磁感线:蹄形磁体(N 极在上或 S 极在上)两极之间放导体 AB,导体两端经开关接中央零刻度的灵敏电流计;拖动画面让导体左右、上下、前后运动(或自动往复),只有左右运动切割磁感线时指针才偏转,上下(顺着磁感线)、前后(沿导体自身)运动或在磁场外运动都不偏转,开关断开时没有电流;可改让磁体运动、导体不动;画出速度 v、磁场 B、感应电流 I 的方向和沿电路流动的电流,读出 E = BLv、I = E/R,磁场 0.1~1 T 可调。② 磁铁与线圈:条形磁铁的 N 极或 S 极朝向线圈,一键插入、拔出、穿过线圈或左右拖动,线圈中电流方向、线圈两端的磁极、线圈对磁铁的力(来拒去留)、线圈内原磁场与感应电流磁场的方向(增反减同)同步显示,下方画出最近 8 秒的磁通量和感应电流图像;速度(5~40 cm/s)和匝数(100/200/400 匝)越大电流越大;N 极插入、N 极拔出、S 极插入、S 极拔出四种情形自动填入楞次定律实验记录表。③ 判断练习:用右手定则判断导轨上导体棒中的电流方向(含开关断开),用楞次定律判断磁铁插入、拔出时线圈中的电流方向(从左向右看顺时针/逆时针),用来拒去留判断悬挂铝环(闭合或有缺口)的摆动方向。要点:产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化(初中:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动);感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关;感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化;E = nΔΦ/Δt,与磁通量的变化率成正比。适用于人教版九年级物理“磁生电”、高中物理必修第三册“电磁感应现象及应用”、选择性必修第二册“楞次定律”“法拉第电磁感应定律”。 - [双缝干涉:光程差、条纹间距 Δx = Lλ/d、用双缝干涉测光的波长](https://seesciencelab.com/double-slit/):三个场景。① 双缝干涉:俯视示意图(波长、缝距按比例放大)上光源、滤光片、单缝 S、双缝 S₁S₂、光屏依次排列,可看瞬时波面(波峰与波峰相遇处加强、波峰与波谷相遇处减弱)或平均光强,可叠加加强线与减弱线;上下拖动屏上的 P 点读出光程差 Δr = S₂P − S₁P,Δr = kλ 处为亮纹、Δr = (k − ½)λ 处为第 k 条暗纹;下方按实际尺寸(mm)画出正对光屏看到的条纹和光强曲线,红/绿/紫光或 400~700 nm 任选,缝距 d 0.1~0.5 mm、屏距 L 0.3~1.5 m 可调,实时显示 Δx = Lλ/d;白光干涉(中央白色、两侧彩色内紫外红),整个装置放入水中条纹变密,遮住一条缝或换成单缝衍射(缝宽 0.05~0.5 mm)对比干涉条纹与衍射条纹。② 测光的波长:光具座装置图 + 目镜中的分划板与干涉条纹 + 放大的手轮(与螺旋测微器读法相同),选红色/绿色/未知滤光片、d 与 L,转动手轮让中心刻线对齐第 1 条和第 n 条亮纹中央并记录读数,自动算出 Δx = (a₂ − a₁)/(n − 1)、λ = dΔx/L 与误差;可模拟分划板与条纹不平行导致测量值偏大。③ 判断练习:改变 d、L、λ 或放入水中判断条纹间距变化,求条纹间距、读手轮求波长,由光程差判断第几条亮纹或暗纹,白光、红绿滤光片、遮住一条缝、单缝与双缝作用等概念题。要点:相干光的条件是频率相同、相位差恒定;Δx 与 L、λ 成正比,与 d 成反比;单色光干涉条纹等间距,单缝衍射中央亮纹最宽。适用于人教版高中物理选择性必修第一册“光的干涉”“实验:用双缝干涉测量光的波长”“光的衍射”。 - [波的干涉和衍射:振动加强点与减弱点、波程差、明显衍射的条件](https://seesciencelab.com/wave-interference/):三个场景。① 波的干涉:水波槽俯视图上两个波源 S₁、S₂ 发出的水波叠加,可看瞬时水面、波峰波谷图(实线波峰、虚线波谷,峰峰/谷谷相遇的加强点与峰谷相遇的减弱点)或振幅分布(加强区与减弱区),可叠加加强线与减弱线(以两波源为焦点的双曲线,标出波程差);波长 1.2~4 cm、波源间距 2~12 cm 可调,拖动 P 点读出 PS₁、PS₂、波程差 Δr 与合振幅,同步画出两列波各自引起的振动和合振动的 y–t 图像,统计两波源连线上的加强点、减弱点个数;S₂ 可改为振动步调相反、振幅一半(减弱点不静止)、频率不同(无稳定干涉图样)或停振。② 波的衍射:平面波通过宽度可调的狭缝或绕过障碍物(按惠更斯原理逐点叠加子波),拖动缝的边缘改缝宽,显示几何影区边界与 a/λ,看缝宽跟波长相差不多或比波长小时衍射明显。③ 判断练习:波峰波谷图中判断加强点、减弱点和此刻位移,由波程差判断加强减弱或求振幅(含反相波源、振幅不等),数连线上的加强点/减弱点,比较四种情况哪种衍射最明显,干涉条件、叠加原理、“闻其声不见其人”等概念题。要点:同相波源 Δr = kλ 加强、Δr = (2k + 1)λ/2 减弱,加强点振幅 A₁ + A₂ 但位移随时间变化;产生稳定干涉需频率相同、相位差恒定;尺寸跟波长相差不多或比波长小时衍射明显。适用于人教版高中物理选择性必修第一册“波的反射、折射和衍射”“波的干涉”。 - [化学平衡与勒夏特列原理:平衡的建立与移动、v–t 图像、Q 与 K](https://seesciencelab.com/chemical-equilibrium/):两个场景。① 平衡的建立与移动:四个可逆反应——合成氨 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃(ΔH < 0)、2NO₂(红棕色)⇌ N₂O₄(ΔH < 0)、H₂ + I₂(紫色)⇌ 2HI(反应前后气体分子数相等)、溶液中 Fe³⁺ + 3SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)₃(红色);气体在带活塞的密闭容器中反应,粒子动画显示反应物粒子聚合成生成物、平衡时正逆反应仍成对发生(动态平衡),同步画出 v正、v逆 的速率—时间图像和各物质的浓度—时间图像,Q 与 K 的比较条指出反应进行的方向;可从反应物或从生成物开始(达到同一平衡);达到平衡后可充入某种物质、分离出一半生成物、压缩或扩大容器、恒容或恒压充入 Ar、升温降温(NO₂ 用热水、冰水)、加入催化剂,溶液中可滴加 FeCl₃、KSCN 浓溶液、加入铁粉、KCl 固体、加水稀释;图像上标出 t₁、t₂… 改变条件的时刻,面板说明瞬间 v正、v逆 怎样变化、平衡向哪边移动,达到新平衡后比较原平衡、改变瞬间与新平衡的浓度或压强(平衡移动只能减弱这种改变),读出转化率与体积分数。② 判断练习:由 v–t 图像判断 t₁ 时刻改变的条件(含催化剂与等体积反应加压无法区分),判断平衡移动方向(含恒容/恒压充入稀有气体、加 KCl、加水稀释等易错情形),计算浓度商 Q 与 K 比较判断反应方向。要点:v正 = v逆 ≠ 0、各组分浓度不变即达平衡;增大反应物浓度或减小生成物浓度平衡正向移动,增大压强平衡向气体分子数减少的方向移动,升高温度平衡向吸热方向移动且 K 改变,催化剂不使平衡移动;K 只随温度变化。数值为示意。适用于人教版高中化学选择性必修 1《化学反应原理》“化学平衡”“化学反应的调控”。 - [晶体结构与晶胞:均摊法、配位数、典型晶体的 3D 晶胞](https://seesciencelab.com/crystal-structure/):两个场景。① 晶胞与均摊法:可旋转、缩放的 3D 晶胞,离子晶体 NaCl、CsCl、CaF₂(萤石)、ZnS(闪锌矿),共价晶体金刚石、SiO₂(理想化方石英),分子晶体干冰,混合型晶体石墨(层间范德华力用虚线),金属晶体简单立方(Po)、体心立方(Na)、面心立方最密(Cu)、六方最密(Mg,六棱柱);球棍模型与堆积模型(粒子按真实比例相切)切换,扩展到 2×2×2 看晶胞无隙并置,可隐藏某种粒子;“均摊”把晶胞切开,顶点、棱上、面上的粒子只剩 1/8、1/4、1/2(六棱柱 1/6、1/3、1/2),按位置着色并自动列出均摊计算式;点选粒子看配位数与配位多面体(正八面体、立方体、正四面体等,显示范围外的邻居半透明补上)、最近的同种粒子(如 NaCl 中 12 个),切开时显示它被几个晶胞共用;读出晶胞中粒子数与化学式单元数 Z、配位数、晶胞参数、最近距离、密度 ρ = ZM/(N_A·a³),金属读出堆积方式、原子半径与空间利用率(52%、68%、74%)。② 判断练习:用均摊法数晶胞中某种粒子的个数,由粒子在顶点/棱心/面心/体心的位置写化学式,判断配位数或最近的同种粒子数,晶体类型、最小环(金刚石六元环、SiO₂ 十二元环)、1 mol 晶体中的化学键数、空间利用率等概念题。要点:立方晶胞顶点 1/8、棱上 1/4、面上 1/2、体内 1;NaCl 配位数 6、CsCl 配位数 8;金刚石晶胞含 8 个 C,1 mol 含 2 mol C–C 键;面心立方与六方最密堆积配位数 12、空间利用率 74%。适用于人教版高中化学选择性必修 2《物质结构与性质》“晶体结构与性质”。 - [分子的空间结构:价层电子对互斥模型与杂化轨道](https://seesciencelab.com/molecular-shape/):三个场景。① 价层电子对互斥:BeCl₂、CO₂、HCN、BF₃、SO₃、HCHO、CO₃²⁻、NO₃⁻、SO₂、CH₄、CCl₄、NH₄⁺、SO₄²⁻、NH₃、H₃O⁺、PCl₃、H₂O 及拓展的 PCl₅、SF₆ 共 19 种分子和离子的 3D 球棍模型(可切换比例模型),显示孤电子对、VSEPR 模型框架(价层电子对的排布)和键角;电子对的排布由“两两相斥、尽可能远离”数值模拟得到(孤电子对斥力更大),可按住原子或孤电子对拖开、一键打乱,松手后电子对重新排开;面板逐步列出中心原子价电子数 a、σ 键电子对数、孤电子对数 ½(a − xb)、价层电子对数、VSEPR 模型、空间结构、杂化方式,并读出键角(CH₄ 109°28′、NH₃ 107°、H₂O 105°)与分子极性。② 杂化轨道:BeCl₂(sp)、BF₃(sp²)、CH₄、NH₃、H₂O(sp³)、C₂H₄、C₂H₂ 分三步演示——2s、2p 原子轨道 → 杂化轨道(含孤电子对的杂化轨道、未参与杂化的 p 轨道)→ 与结合原子“头碰头”形成 σ 键,乙烯、乙炔中 p 轨道“肩并肩”形成 π 键,配基态、激发态、杂化后的轨道表示式。③ 判断练习:判断空间结构,计算孤电子对数或价层电子对数,判断杂化方式,比较键角大小,判断极性分子与非极性分子。要点:价层电子对数 = σ 键电子对数 + 孤电子对数,2、3、4 对分别为直线形、平面三角形、四面体形,略去孤电子对得空间结构;孤电子对越多键角越小;杂化轨道数 = 价层电子对数(sp 180°、sp² 120°、sp³ 109°28′)。适用于人教版高中化学选择性必修 2《物质结构与性质》“分子的空间结构”。 - [原子轨道与电子云:电子云轮廓图与核外电子排布](https://seesciencelab.com/electron-cloud/):三个场景。① 电子云:按氢原子波函数计算的 3D 电子云,可看点图(按概率密度 |ψ|² 随机取样,小点越密电子出现的概率密度越大,可“重新打点”看小点逐渐出现)、90% 电子云轮廓图或二者叠加,可旋转、剖开去掉朝向观察者的一半看内部,坐标轴带 100 pm 刻度;1s、2s、3s、4s 球形电子云(2s、3s 内部有球形节面隔开的小球壳),2p、3p 的 pₓ、p_y、p_z 哑铃状电子云,3d 五个轨道(拓展),1s/2s/3s、2p 三个轨道、3d 五个轨道的对比,可区分波函数 ψ 的正负;面板画出径向分布曲线 r²R²(1s 最大值在玻尔半径 52.9 pm,90% 概率在约 141 pm 内),列出能层、能级、轨道数、最多电子数和节面。② 核外电子排布:1–36 号元素,能级图按能量高低排列(4s 低于 3d 的能级交错)并用虚线连出构造原理顺序,上方同步写出教材式轨道表示式;可按构造原理逐个填入电子(简并轨道先单独分占、自旋平行,再配对;Cr、Cu 最后一个 4s 电子转入 3d),也可清空后自己点方框放电子,自动检查是否违反泡利原理、洪特规则、能量最低原理(激发态),“激发一个电子”看基态变激发态;读出电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布、未成对电子数、占据的原子轨道数,以及周期、族和 s/p/d/ds 区;点能级符号跳到它的电子云。③ 判断练习:看电子云轮廓图判断是哪个原子轨道,选出基态原子的电子排布式(含 Cr、Cu 特例),判断轨道表示式违反了哪条原理,数未成对电子数、空间运动状态数、能层最多容纳的电子数和能级的轨道数。要点:第 n 能层有 n 个能级、n² 个轨道,最多容纳 2n² 个电子;s、p、d 能级分别有 1、3、5 个轨道;s 电子云球形、p 电子云哑铃状,能层越大轨道半径越大;构造原理 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p;一个轨道最多 2 个自旋相反的电子;简并轨道中电子先分占且自旋平行,全充满、半充满较稳定。适用于人教版高中化学选择性必修 2《物质结构与性质》“原子结构”。 - [DNA 的结构:双螺旋结构与碱基互补配对](https://seesciencelab.com/dna-structure/):三个场景。① 双螺旋结构:可旋转的 DNA 双螺旋 3D 示意模型(磷酸、脱氧核糖、四种碱基分色,碱基对之间画出 2 个或 3 个氢键),按 B 型 DNA 尺寸摆放并标注直径 2 nm、螺距 3.4 nm(每圈 10 个碱基对)、相邻碱基对 0.34 nm,标出两条链的 5′ 端和 3′ 端(反向平行、右手螺旋);拖动滑块把双螺旋“解旋”成教材上的平面梯子,再断开氢键分开两条链;突出显示一个脱氧核苷酸、碱基对、一条链或基本骨架,点选碱基看它的名称与配对;可选预设序列或输入任意碱基序列(最多 30 个),自动生成互补链,统计两条链和双链的 A、T、G、C 数量、(A+G)/(T+C)、(A+T)/(G+C) 和氢键数。② 平面结构:教材式平面结构图(磷酸 ○、脱氧核糖 ⬠、碱基 ▭、氢键虚线),可显示脱氧核糖 1′–5′ 碳原子编号,点选认识各部分,圈出一个脱氧核苷酸(磷酸连在 5′ 碳上)和碱基对;“补全互补链”中自己选碱基填右链,配错时说明原因(两个嘌呤太宽、两个嘧啶太窄、A 与 C 氢键对不上、DNA 中没有 U),填好后在 3D 中查看。③ 判断练习:按 5′→3′ 写互补链,碱基比例计算(A 占比求 G、两条链的比值关系、A + T 占比与一条链中 A 求另一条链、4ⁿ 种排列方式),氢键数与 G–C 含量和稳定性,选出关于 DNA 结构的错误叙述。要点:两条链反向平行盘旋成双螺旋;脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架,碱基在内侧;A 与 T(2 个氢键)、G 与 C(3 个氢键)配对;双链中 A = T、G = C、嘌呤 = 嘧啶。适用于人教版高中生物学必修 2《遗传与进化》“DNA 的结构”。 - [动植物细胞的结构:植物细胞、动物细胞与细胞器](https://seesciencelab.com/cell-structure/):两个场景。① 细胞结构:可旋转的 3D 植物细胞和动物细胞示意模型,可单独看或并排对比;“剖开”时总是切去靠近观察者的一半,看到细胞内部;点模型或结构清单中的结构,面板显示名称、分布、功能、俗称、膜结构和光学显微镜下能否看到,并排对比时两个细胞中同一结构一起高亮;“只看选中”淡化其他结构;植物细胞可开启细胞质流动,叶绿体随细胞质绕液泡转动。分两个层次:初中显示细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体;高中再显示内质网(附着核糖体)、高尔基体、核糖体、溶酶体、中心体和细胞核内的核仁、染色质、核孔,并按双层膜、单层膜、无膜给细胞器分类。② 判断练习:认出模型中闪烁高亮的结构、按功能找结构、比较动植物细胞(洋葱鳞片叶表皮细胞没有叶绿体等陷阱)、选出错误叙述,可只出初中题。要点:动植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体;植物细胞还有细胞壁、液泡,绿色部分的细胞有叶绿体;叶绿体和线粒体是能量转换器;中心体存在于动物和低等植物细胞中;双层膜细胞器为线粒体、叶绿体,无膜细胞器为核糖体、中心体。适用于人教版初中生物学七年级上册“植物细胞”“动物细胞”和高中生物学必修 1“细胞器之间的分工合作”“细胞核的结构和功能”。 - [三圈环流与气压带、风带:七个气压带六个风带、季节移动与气候成因](https://seesciencelab.com/global-circulation/):3D 地球上用色带标出七个气压带(赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带、极地高气压带),近地面风用流动粒子和箭头显示六个风带(东北信风、东南信风,北半球西南风、南半球西北风的盛行西风,极地东风);画面右侧沿经线的大气剖面(高度极度夸张)画出低纬、中纬、高纬三个环流圈的上升、高空、下沉、近地面气流;“形成过程”分六步讲解:赤道受热上升 → 高空气流偏转、30° 附近堆积下沉 → 回流赤道成信风 → 极地冷却下沉成极地东风 → 西风与极地东风在 60° 附近相遇抬升 → 七个气压带六个风带,并显示“北半球右偏、南半球左偏”的地转偏向示意路径;可切换为不考虑地球自转的单圈环流对比;拖动日期或播放一年,气压带风带随太阳直射点夏季北移、冬季南移(模型取直射点纬度的 0.3 倍,约 ±7°);点选地球上任意地点或选新加坡、达尔文、利雅得、雅典、珀斯、巴黎,读出此时受哪个气压带或风带控制、近地面风向,画出全年 12 个月的受控条带并推断热带雨林、热带草原、热带沙漠、地中海、温带海洋性气候。要点:赤道低压、极地高压为热力成因,副热带高压、副极地低压为动力成因;低压带多雨、高压带干燥,信风干燥、西风湿润;地中海气候夏季受副热带高压控制炎热干燥、冬季受西风带控制温和多雨。适用于人教版高中地理选择性必修 1《自然地理基础》第三章《大气的运动》“气压带和风带”“气压带和风带对气候的影响”。 - [串联和并联电路:电路连接与串、并联电路的电流、电压规律](https://seesciencelab.com/series-parallel-circuit/):2D 网格电路板,电路图符号画出电源(1~3 节干电池,1.5/3/4.5 V)、开关、小灯泡(2.5 V 0.3 A 与 3.8 V 0.3 A 两种规格)、电流表、电压表和导线。八个预设电路:串联电路、并联电路(干路开关 S 与支路开关 S1、S2)、串联与并联电路的电流规律(三只电流表)、串联与并联电路的电压规律(三只电压表)、短路(闭合开关使 L2 被短路或电源短路)、自由搭建。点开关断开/闭合,点灯泡取下/装上,点电表对调正负接线柱;用工具栏放置、擦除元件,拖动连续画导线。按节点电压法实时求解,灯泡亮度按实际功率显示,导线上的流动小点表示电流方向或自由电子移动方向;面板自动判断通路、断路、电源短路、用电器被短路,判断各灯是串联还是并联,说明每只电流表、电压表测的是谁(干路、某支路、某灯两端、电源两端),提示电表反接、超量程、电压表串联、电流表与用电器并联,并用读数验证 I = I₁ = I₂、U = U₁ + U₂(串联)和 I = I₁ + I₂、U = U₁ = U₂(并联)。适用于人教版九年级物理“电流和电路”“串联和并联”“串、并联电路中电流的规律”“串、并联电路中电压的规律”。 - [欧姆定律:电流与电压和电阻的关系、伏安法测电阻](https://seesciencelab.com/ohms-law/):2D 伏安法电路图(电源 1.5~6 V、开关、电流表、定值电阻或 2.5 V 0.3 A 小灯泡、并联的电压表、“一上一下”接入的滑动变阻器 20 Ω 或 50 Ω)与 I-U / I-R 图像同屏。左右拖动滑片 P 改变接入电阻,电阻丝接入部分高亮,电流表、电压表表盘实时偏转,读数按分度值取整;点“记录数据”把读数填入表格、画到图上。四个实验:电流与电压的关系(5/10/20 Ω 三条过原点直线,电阻一定时 I 与 U 成正比)、电流与电阻的关系(换 5~25 Ω 电阻后按提示移动滑片保持电压 1.5/2/2.5 V 不变,I-R 反比曲线与 I-1/R 直线,提示变阻器最大阻值不够)、伏安法测未知电阻(多次测量求平均值)、测小灯泡的电阻(灯丝电阻随温度升高而增大、I-U 图像是曲线、不求平均值,超压烧断灯丝)。还演示闭合开关前滑片应置于阻值最大处、电表超量程,以及被测元件断路、短路和变阻器接“两下”“两上”四种故障的电表现象。适用于人教版九年级物理“电流与电压和电阻的关系”“欧姆定律”“电阻的测量”“变阻器”。 - [杠杆:杠杆的平衡条件、力臂作图与省力杠杆、费力杠杆](https://seesciencelab.com/lever/):2D 带刻度的杠杆(每侧 6 格、每格 5 cm,钩码每个 0.5 N)装在铁架台上。先拖动平衡螺母使杠杆在水平位置平衡(哪端高往哪端调,挂钩码后再调会提示),再把钩码从钩码盒拖到两侧孔上,杠杆按两侧 F·L 的大小向一侧倾斜或回到水平,并画出动力臂、阻力臂;记录 F₁、L₁、F₂、L₂ 填表,得出 F₁L₁ = F₂L₂,提示只做一两次实验的偶然性和“动力 + 动力臂 = 阻力 + 阻力臂”的错误结论。弹簧测力计斜拉:拖动测力计改变拉力方向,画出作用线和力臂,看力臂变短、示数变大。力臂作图与最小动力:用撬棒撬石头(阻力 600 N),拖动支点、动力作用点和方向,从支点向作用线作垂线得力臂,判断能否平衡,一键找出离支点最远、垂直于杠杆的最小动力。生活中的杠杆:撬棒、羊角锤、独轮车、开瓶器、钓鱼竿、镊子、人的前臂、托盘天平的支点、动力、阻力和两个力臂,判断省力、费力、等臂杠杆,可先自己判断再看答案。适用于人教版八年级物理“杠杆”。 - [浮力:阿基米德原理、称重法测浮力与物体的浮沉条件](https://seesciencelab.com/buoyancy/):2D 弹簧测力计挂着铝块、铁块或铜块(底面积 10 cm²,体积 50 或 100 cm³),上下拖动让它浸入装满水、酒精或盐水的溢水杯,测力计示数实时变化,用称重法 F浮 = G − F示 求浮力,溢出的液体流进小桶得 G排,验证阿基米德原理 F浮 = G排 = ρ液gV排;同步描出示数、浮力与浸入深度的 F-h 图像,看浸没前浮力随 V排 增大、浸没后与深度无关;可演示溢水杯没装满(G排 偏小)和物体压在杯底(示数偏小)的误差;记录多组数据自动归纳浮力与液体密度、排开体积有关,与深度、物体密度无关。物体的浮沉条件:木块、冰块、鸡蛋、铝块、铁块或自定义密度的物体浸没后松手,看上浮、下沉、悬浮,最终漂浮或沉底,画出重力、浮力、支持力,漂浮时显示 V排/V物 = ρ物/ρ液;酒精、水、盐水、水银或自定义密度的液体,“加一勺盐”让鸡蛋从沉底到悬浮再到漂浮,铁块在水银中漂浮;拖着物体显示手需要施加的力。取 g = 10 N/kg。适用于人教版八年级物理第十章“浮力”。 - [液体压强:U 形管压强计探究液体内部的压强、p = ρgh 与浮力产生的原因](https://seesciencelab.com/liquid-pressure/):2D 微小压强计的探头放进水、酒精或盐水中,拖动改变深度和位置,切换橡皮膜朝上、朝侧面、朝下,U 形管两侧液面高度差 Δh 实时变化并配刻度尺读数,橡皮膜受压内凹,显示探头周围各方向和器壁上的压强箭头;记录多组数据自动归纳同一深度各方向压强相等、深度越深压强越大、液体密度越大压强越大,数据点画在 p-h 图像上并与三种液体的 p = ρgh 理论线对照;可按压橡皮膜检查气密性、演示装置漏气,U 形管内可换成密度更小的酒精使 Δh 更明显。容器形状:底面积相同的柱形、敞口、缩口容器,在等深度或等质量时比较底部压强 p、压力 F = pS 与液体重力 G液(柱形 F = G液、敞口 F < G液、缩口 F > G液)。浮力产生的原因:拖动正方体看上下表面的压强与压力,F浮 = F向上 − F向下,同步画 F向上、F向下、F浮 与下表面深度的图像,浸没后压力差不变;可演示下表面与容器底紧密接触时不受浮力。取 g = 10 N/kg。适用于人教版八年级物理第九章“液体的压强”、第十章“浮力”。 - [溶解度曲线:饱和溶液、不饱和溶液与结晶](https://seesciencelab.com/solubility-curve/):2D 溶解度曲线与烧杯同步。硝酸钾、氯化钠、氯化铵、氯化钾、硝酸钠、氢氧化钙六种物质的溶解度曲线(0~100 °C 每 10 °C 的数据取自人教版教材溶解度表,中间光滑插值;氢氧化钙纵轴单独放大);在图上拖动状态点(左右改温度、上下改溶质的量,按每 100 g 水折算),也可用滑块改温度、水和溶质的质量,加热/冷却、恒温蒸发水;烧杯里显示溶解的溶质粒子(示意)和杯底未溶解的晶体,降温或蒸发时晶体从溶液中析出,石灰水加热变浑浊;读出溶解度、已溶解与未溶解的质量、溶液质量、溶质质量分数与饱和时的最大值,面板说明每次改变后溶液怎样变化(如“降低温度 60 → 20 °C,析出晶体 78.4 g(降温结晶)”);标出与其他曲线的交点(如约 23 °C 时硝酸钾与氯化钠溶解度相等)。典型实验:硝酸钾冷却热饱和溶液、氯化钠降温几乎不析出、氯化钠蒸发结晶、加热饱和石灰水。读图练习:读溶解度、比较大小、降温析出晶体质量、饱和溶液质量分数、一定量水中能溶解多少、结晶与饱和的方法。要点:溶解度四要素(一定温度、100 g 溶剂、饱和状态、单位 g);曲线上的点恰好饱和,上方饱和且有固体剩余,下方不饱和;溶解度受温度影响大的用降温结晶、影响小的用蒸发结晶;饱和溶液溶质质量分数 = S/(100 g + S)。适用于人教版初中化学九年级下册第九单元《溶液》“溶解度”。 - [经纬网与地球仪:经线纬线、经度纬度与东西半球划分](https://seesciencelab.com/lat-long/):两个场景。① 认识地球仪:可旋转、缩放的 3D 地球仪(地轴与竖直方向成 23.5°,可去掉支架让地轴竖直),显示地轴、北极 N 和南极 S、经纬网(间隔 10°/15°/30°,标注度数)、赤道、本初子午线、180° 经线、南北回归线(23°26′)和南北极圈(66°34′);点击地球任意一点或拖动纬度、经度滑块,读出经纬度(字母写法与“北纬 40°,东经 116°”读法)、所在东西/南北半球、低中高纬度与五带,并高亮该点所在的纬线(长度约等于赤道 × cos 纬度、经度 1° 的距离)和经线(都约 2 万 km);北京、上海、格林尼治、纽约、悉尼、里约热内卢、开罗、新加坡、南北极点快速定位;东西半球着色并画出 20°W 与 160°E 组成的分界经线圈,南北半球以赤道着色;正面、北极上空、南极上空三种视角(俯视时经线放射、纬线同心圆),地球自转与“自西向东、北极上空逆时针”的方向箭头。② 练习(经纬网每格 10°):读出标记点的经纬度、在地球仪上点出给定经纬度(误差 5° 内算对)、判断东西半球和南北半球(偏重 10°W、170°E 等易错点)、判断两点方向(含跨 180° 经线),每题给出讲解。要点:纬线是圆、指示东西方向、赤道最长,经线是半圆、指示南北方向、长度相等;北纬向北增大、东经向东增大;东西半球以 20°W 和 160°E 为界。适用于人教版初中地理七年级上册第一章《地球》“地球与地球仪”(旧版“地球和地球仪”)。 - [晨昏线与光照图:侧视图、极地俯视图与晨线昏线判读](https://seesciencelab.com/terminator-map/):四个场景。① 侧视图:从侧面看地球(可选“光线水平”或“地轴竖直”),平行光照来,标出直射点、昼半球与夜半球、晨昏线、回归线和极圈,所选地点所在纬线分成昼弧(金)和夜弧(蓝),读出晨昏线与地轴的夹角等于直射点纬度。② 极地俯视图:北极或南极上空看(等距方位投影,纬线同心圆、经线放射,标注经度和大陆轮廓),太阳固定、地球转动,外圈固定的地方时刻度环(12 时朝向太阳),晨线、昏线分色,拖动外圈转动地球。③ 矩形光照图:世界地图上的昼夜分布与波浪形晨昏线,上方标出各经线地方时和两个日期的范围(0 时经线向东到 180° 是新的一天),拖动太阳改变时刻。三种图共用日期(含二分二至)、北京时间(可播放,每秒 2 小时)和地点 A(北京、伦敦、纽约、悉尼、新加坡、雷克雅未克或任意经纬度,可在图上点选),实时读出直射点经纬度、A 的地方时、是否在晨线或昏线上、昼长与日出日落时刻、此刻与正午太阳高度、新的一天占全球的比例。④ 判读练习五类:判断日期、推算地方时或北京时间、识别晨线与昏线、判断某地昼夜状况、计算与北京同一日期的范围,答完显示完整信息并可回到模型对照。要点:顺着自转方向由夜进入昼是晨线、由昼进入夜是昏线;晨线与赤道交点 6 时、昏线 18 时,昼半球正中经线 12 时;晨昏线平分赤道,与地轴的夹角等于直射点纬度,二分日与经线重合、二至日与极圈相切;俯视图北逆南顺;经度每差 15° 地方时差 1 小时。适用于人教版高中地理选择性必修 1《地球的运动》“地球的自转”“地球公转的地理意义”。 - [热机:汽油机、柴油机的四个冲程与热机效率](https://seesciencelab.com/heat-engine/):2D 单缸四冲程内燃机剖面(汽缸、进气门、排气门、火花塞或喷油嘴、活塞、连杆、曲轴、飞轮),动画演示吸气、压缩、做功、排气四个冲程,可暂停、逐个冲程播放或拖动曲轴转角;显示两个气门的开闭、活塞运动方向、进排气气流和缸内气体分子,表盘标出一个工作循环中曲轴转两圈,温度条、压强条示意压缩冲程升温增压、做功冲程开始时最高;标出压缩冲程机械能转化为内能、做功冲程内能转化为机械能,其余冲程靠飞轮惯性完成;对比汽油机(吸入汽油和空气的混合物、火花塞点燃)与柴油机(只吸入空气、喷油嘴喷油压燃);拖动飞轮转速换算每秒冲程数和做功次数(如 1800 r/min 每秒 60 个冲程、做功 15 次)。判断冲程练习:看图判断冲程、能量转化、转速计算、汽油机与柴油机的区别。热机效率:燃料完全燃烧放出 Q放 = mq,能量流向图显示未完全燃烧、废气、散热、摩擦等损失和有用功,η = W有 / Q放,勾选使燃料充分燃烧、良好润滑、利用废气等措施看效率提高但始终小于 100%。适用于人教版九年级物理第十四章“内能的利用”。 - [牛顿第一定律:阻力对物体运动的影响、理想斜面实验与惯性](https://seesciencelab.com/newton-first-law/):三个场景。① 斜面小车:小车从斜面上高 h(5~20 cm)处由静止滑下,水平面可选毛巾、棉布、木板或设想的无阻力表面,刻度尺读出滑行距离(h = 10 cm 时约 20、40、83 cm)并填入实验记录表,几次释放高度不同时提示不能比较(控制变量);可让四种表面并排同时出发,显示速度箭头和小车在水平面上的受力(重力、支持力、阻力),同步画出 v-t 图像:到达水平面的速度相同,阻力越小直线越平缓,推理出阻力为零时是一条水平线;无阻力时小车驶出画面“永远运动下去”。② 伽利略理想斜面:左斜面 30°、从高 H 处释放小球,右斜面可选 60°、30°、15°、10° 或水平,无摩擦时小球总能滚到原来的高度、斜面越平缓滚过的路程越长,放成水平面时永远运动下去;可加微小摩擦看到达高度略低,保留每个倾角的到达位置对比。③ 惯性:小车载着竖放的木块突然启动(木块向后倒)或撞上障碍物突然停止(木块向前倒),木块绕底边翻倒按刚体转动计算;车面光滑时木块保持原来的运动状态(启动时留在原地、小车被拉走,停止时继续向前滑出),画面上给出现象和解释,默认慢放 ¼。要点:小车从同一高度滑下是为了到达水平面时速度相同;牛顿第一定律是实验 + 科学推理得出的,不能用实验直接验证;力是改变物体运动状态的原因,不是维持运动的原因;一切物体都有惯性,惯性大小只与质量有关,惯性不是力。适用于人教版初中物理八年级下册第八章《运动和力》第 1 节“牛顿第一定律”。 - [电动机原理:磁场对通电导线的作用、换向器与直流电动机](https://seesciencelab.com/electric-motor/):3D 模型,三个场景。① 通电导线受力:蹄形磁体(两臂上下)之间放两根导轨,导体 AB 搭在导轨上,闭合开关后 AB 沿导轨滚动,只在两磁极之间受力;可对调电源正负极、上下翻转磁体,四种组合自动填入实验记录表,端视图用 ⊙/⊗ 画出电流、磁感线与受力方向。② 直流电动机:可旋转的磁极、单匝线圈 abcd、换向器(两个铜半环)与电刷、电源,ab、cd 两边的电流流向和受力箭头实时显示;线圈平面与磁感线垂直时为平衡位置,两边受力在同一直线上相互平衡;有换向器时线圈每转过平衡位置电流方向就改变,持续转动;换成两个滑环(无换向器)时线圈在平衡位置附近摆动后停下;线圈停在平衡位置时不能自行起动,要“拨一下”;电流 0.5~3 A 和磁性强弱调转速,对调电源或磁极改转向,可慢放 ¼。③ 判断练习:通电导体运动方向、改变转向与转速的方法、平衡位置与换向器、原理与能量转化。要点:电动机利用通电线圈在磁场中受力转动,电能转化为机械能;受力方向跟电流方向、磁感线方向有关,只改一个就反向、两个都改不变;转速与电流大小、磁场强弱有关;换向器在线圈刚转过平衡位置时改变电流方向。适用于人教版初中物理九年级第二十章《电与磁》第 4 节“电动机”。 - [匀变速直线运动:打点计时器纸带、v-t 图像与位移](https://seesciencelab.com/uniform-acceleration/):三个场景。① 打点纸带:1~4 个钩码(每个 25 g)拉动 500 g 的小车(已平衡摩擦)由静止加速,50 Hz 打点计时器每 0.02 s 在纸带上打一个点,纸带随小车穿过计时器;展开的放大纸带上舍去开头密集的点、每 5 个间隔取一个计数点(T = 0.1 s),刻度尺读出 x1~x6(含 ±0.03 cm 以内的读数误差,可去掉),数据表列出 Δx 与 vn = (xn + xn+1)/(2T),描点作 v-t 图像并拟合直线,斜率三角形求加速度,与逐差法 a = [(x4 + x5 + x6) − (x1 + x2 + x3)]/(9T²) 和理论值对比。② v-t 图像:v₀(−6~10 m/s)、a(−4~4 m/s²)可调,轨道上的小球与 v-t、x-t 图像同步,拖动图像改时刻;图线与 t 轴围成的面积(上正下负)等于位移,x-t 图像切线斜率等于速度;微元法用 4~64 个矩形逼近面积;预设匀加速、匀减速、刹车(10 m/s、−2 m/s²,5 s 停下,6 s 内位移 25 m)、减速后反向(位移与路程不同)。③ 推论:频闪照片(T = 1 s)对照 v-t 图像,初速度为零时每段由 1、3、5、7 个相同小三角形组成(x₁ : x₂ : x₃ : x₄ = 1 : 3 : 5 : 7);相邻梯形相差底 T、高 aT 的平行四边形(Δx = aT²);梯形割补成以中间时刻速度为高的矩形(v̄ = (v₀ + v)/2 = v(t/2)),并标出中间位置速度 v(x/2) > v(t/2)。要点:v = v₀ + at,x = v₀t + ½at²,v² − v₀² = 2ax;v-t 图像斜率表示加速度、面积表示位移;先接通电源后释放小车;刹车问题先算停车时间。适用于人教版高中物理必修第一册第二章《匀变速直线运动的研究》。 - [圆周运动与向心力:转盘、圆锥摆、汽车过拱桥、竖直面内圆周运动](https://seesciencelab.com/circular-motion/):四个场景。① 转盘(俯视图):调角速度 ω(0~10 rad/s)、物块半径 r、动摩擦因数 μ 和质量 m,静摩擦力提供向心力 f = mω²r,画出速度与摩擦力箭头,下方条形图对比所需向心力 mω²r 与最大静摩擦力 μmg;超过临界角速度 ω0 = √(μg/r)(与质量无关)物块相对转盘滑动,在滑动摩擦力作用下沿向外弯曲的轨迹滑出转盘(离心运动),可再放一个半径 2r 的物块 B,“从 0 缓慢增大 ω”看 B 先滑。② 圆锥摆与光滑圆锥筒(斜视图 + 竖直截面受力小图):圆锥摆调摆长和摆角,重力与拉力的合力水平指向圆心,读出 h = Lcosθ、拉力 mg/cosθ、ω = √(g/h)、T = 2π√(h/g),可加一个同高不同摆长的摆,两摆周期相同、始终在同一竖直面内;圆锥筒调筒壁角 α 和高度 h,v = √(gh)、N = mg/sinα、a = g/tanα,两个不同高度的小球比较 v、ω、T。③ 过拱桥(侧视图):拱桥或凹形桥,调车速、桥面半径和车的质量,汽车匀速率通过,画出 G、N 与合力,下方同步画支持力 N 随位置变化的图像;拱桥顶 N = mg − mv²/R(失重),车速超过临界值汽车飞离桥面做抛体运动,一键取 √(gR);凹形桥底 N = mg + mv²/R(超重)。④ 竖直面内的圆周运动:绳模型(内轨道)与杆模型(圆管),调最低点速度 v0、半径和质量,画出绳的拉力或杆的拉力/支持力随位置变化;绳模型 v0 ≤ √(2gR) 在下半圆摆动、√(2gR) < v0 < √(5gR) 绳在上半圆松弛后做斜抛并在再次绷紧时损失径向速度、v0 ≥ √(5gR) 做完整圆周;杆模型 v0 > 2√(gR) 即可过顶,最高点 v = √(gR) 时杆无作用力;预设按钮一键取各临界速度。要点:向心力是效果力,由合力提供;v = ωr,F = mω²r = mv²/r。适用于人教版高中物理必修第二册第六章《圆周运动》“向心力”“向心加速度”“生活中的圆周运动”。 - [开普勒三定律:椭圆轨道、相等时间扫过相等面积、a³/T² = k](https://seesciencelab.com/kepler-laws/):四个场景。① 第一定律:调偏心率(0~0.97)和半长轴(0.3~40 AU,对数刻度),画出行星绕太阳的椭圆轨道,太阳在一个焦点上,标出空焦点、半长轴 a、半短轴 b、焦距 c,近日点距离 a − c、远日点距离 a + c;“细绳画椭圆”显示行星到两焦点的距离 r₁、r₂,读数中 r₁ + r₂ 始终等于 2a;预设正圆、地球、火星、水星、冥王星、哈雷彗星的真实偏心率;行星按开普勒方程运动,可拖动。② 第二定律:把一个周期等分成 6、8、12、16 段,显示近日点与远日点附近两个等时间扇形(短而宽、长而窄,面积相等)或一周等分的全部扇形,当前这段时间内扫过的扇形实时填色;速度箭头随位置变化,读出此刻的 r、v,近日点 v_p、远日点 v_a 与 v_p : v_a = r_a : r_p,每段的面积 πab/n 与近、远日点附近的弧长。③ 第三定律:太阳的八大行星、木星的四颗伽利略卫星、地球的空间站/GPS 卫星/同步卫星/月球三组真实数据,俯视图按真实比例画出轨道(可选近处或全部),数据表列出 a、T 与 a³/T²,右侧画 T²–a³ 图像(过原点的直线,斜率 1/k)或双对数图像(斜率 3/2);可放一颗自定义天体,拖动半长轴读出 T = √(a³/k);不同中心天体 k 不同(另给出 SI 单位的 k),月球质量不可忽略使其 a³/T² 略大。④ 判断练习:由 v_p·r_p = v_a·r_a 求速率、判断速率变化、地球 1 月与 7 月公转快慢;半长轴之比求周期之比、小行星周期、哈雷彗星半长轴;轨道形状、k 由什么决定、不同行星面积不能比较、北半球夏半年比冬半年长、定律的来历。要点:轨道是椭圆、太阳在焦点;同一行星相等时间扫过相等面积,近日点快远日点慢;a³/T² = k 只与中心天体有关;中学阶段可近似为匀速圆周运动,r³/T² = k。适用于人教版高中物理必修第二册第七章《万有引力与宇宙航行》第 1 节“行星的运动”。 - [动量守恒定律:弹性碰撞、非弹性碰撞、动碰静与斜槽验证实验](https://seesciencelab.com/momentum-collision/):三个场景。① 一维碰撞:气垫导轨(不计摩擦)上两辆滑块正碰,质量(0.5~4 kg)、速度(−4~4 m/s,向右为正)可调,碰撞类型可选弹性(弹簧圈)、非弹性(恢复系数 e = 0.1~0.9)、完全非弹性(橡皮泥,碰后粘在一起),预设等质量动碰静(交换速度)、大撞小、小撞大(被弹回)、相向而碰(总动量为零)、追碰、粘在一起;实时显示两车和系统的动量条(虚框为碰前,总动量不变)、动能条(红色斜线为损失的动能及百分比)和 v-t 图像(质心速度虚线全程不变,拖动图像改时刻)。② 动碰静:A 以 v₀ 撞静止的 B,拖动质量比 m₁/m₂(0.1~10,对数刻度)看碰后速度 v₁′ = (m₁−m₂)v₀/(m₁+m₂)、v₂′ = 2m₁v₀/(m₁+m₂) 的曲线与 B 获得的动能占比 4m₁m₂/(m₁+m₂)²,质量相等交换速度,m₁ ≫ m₂ 时 v₂′ → 2v₀,m₁ ≪ m₂ 时 A 以原速率弹回;非弹性时对照弹性曲线。③ 斜槽实验:入射球(10~50 g)每次从同一位置滚下(到槽口约 1.3 m/s,槽口离地 45 cm),先单独落下找平均落点 P,再撞槽口的被碰球找 M、N,落点含随机散布,记录纸俯视图上用小圆圈出平均落点、刻度尺读 OP、OM、ON,记录表算出 m₁·OP 与 m₁·OM + m₂·ON 的相对误差和 OP + OM 与 ON 的比较;m₁ ≤ m₂ 时入射球被弹回或停在槽口。要点:系统不受外力或合外力为零时总动量守恒;碰撞中动量守恒、动能不一定守恒;完全非弹性碰撞动能损失最大;平抛下落时间相同,水平位移代替速度;入射球质量要大于被碰球。适用于人教版高中物理选择性必修第一册第一章《动量守恒定律》。 - [简谐运动与单摆:弹簧振子振动图像、单摆周期与用单摆测重力加速度](https://seesciencelab.com/simple-harmonic/):三个场景。① 弹簧振子:拖动振子到某处松手(振幅 1~10 cm),劲度系数(5~80 N/m)、质量(0.1~2 kg)可调,下方同步画出 x-t 振动图像,可选“t 轴向下”(与振子同一比例尺对齐,像频闪照片或匀速拉动的纸带,可显示频闪像)或课本常见的“t 轴向右”(标出周期 T 与振幅 A);显示速度、回复力 F = −kx 箭头和动能、势能、机械能柱,参考圆演示匀速圆周运动在直径上的投影;读出 x = A sin(ωt + φ) 表达式、T = 2π√(m/k)、频率、ω 和此刻的位移、速度、回复力与加速度,并说明振子在靠近/远离平衡位置时的运动特点。② 单摆:摆长 0.2~2 m、摆角 1°~60°、地球/月球/火星/木星的 g 可调,拖动摆球改摆角;受力分解画出重力、拉力和重力的切向分力 mg sinθ(回复力)与径向分力;按完整的运动方程数值求解(不做小角度近似),对比小角度近似的理想简谐运动(灰色虚线),x-t 图像与 T/T₀ 随最大摆角变化的曲线(5° 约 0.05%、30° 约 1.7%、60° 约 7.3%)。③ 用单摆测重力加速度:铁架台、米尺、游标卡尺测得的小球直径(2.00 cm),改变摆线长(40~120 cm),从 5° 释放、经过最低点开始计时,秒表记录 30 次全振动的时间(含按表反应误差),记录表算出 T、T² 和每组的 g,T²-L 图像拟合直线由斜率 k = 4π²/g 求 g;可切换“摆长只算线长”(每组 g 偏小,图线平移、斜率不变)和“把 29 次全振动记成 30 次”(g 偏大)。要点:简谐运动的 x-t 图像是正弦曲线、回复力 F = −kx;弹簧振子周期与振幅无关;单摆在摆角很小时做简谐运动,T = 2π√(l/g),与摆球质量、振幅无关;平衡位置动能最大、最大位移处势能最大。适用于人教版高中物理选择性必修第一册第二章《机械振动》。 - [机械波的形成与传播:横波与纵波、波长波速频率、波动图像与振动图像](https://seesciencelab.com/mechanical-wave/):三个场景。① 波的形成:波源带动一排 37 个质点依次起振(一个波长取 16 个质点间距,与课本插图一致),横波(绳波,波峰、波谷)与纵波(弹簧,自动标出密部、疏部)切换,波源可先向上(右)或先向下(左)起振,“下一步 +T/4”单步播放,下方配 t = 0、T/4、T/2、3T/4、T 的分镜图;点任一质点做标记,看它只在平衡位置附近振动、不随波迁移,读出它的起振时刻和振动方向。② 波动图像:振幅 1~10 cm、波长 1~8 m、周期 0.5~4 s、传播方向可调,y-x 波形图上画出各质点的振动速度,拖动质点 P 同步画出它的 y-t 振动图像;同侧法箭头、平移法(虚线画出 Δt = T/4、T/2、3T/4 后的波形,Δx = vΔt);读出 v = λ/T = λf、P 的位移、速度和加速度,并用“上坡下、下坡上”说明 P 的振动方向。③ 判断练习:已知传播方向判断质点振动方向、已知质点振动方向判断传播方向、读图求波速或频率、选出质点的振动图像四类随机题,答完后波按正确方向动起来验证。要点:机械波传播的是振动形式和能量,质点不随波迁移;各质点起振方向与波源相同;f 由波源决定、v 由介质决定,v = λf;波动图像是“集体照”、振动图像是“个人录像”。适用于人教版高中物理选择性必修第一册第三章《机械波》第 1、2 节。 - [电场线与等势面:点电荷、等量异种与同种电荷、匀强电场、电势与电场力做功](https://seesciencelab.com/electric-field/):三个场景。① 电场线与等势面:正点电荷、负点电荷、等量异种、等量同种、+2Q 与 −Q、平行板(两块 30 cm 见方的均匀带电板,U = 240 V、d = 12 cm)一键切换,也可以自己放置、拖动、删除最多 8 个点电荷(电荷量 ±1~4 Q,Q = 1.0×10⁻⁹ C),由场强叠加实时追踪出电场线(每单位电荷条数可调)和等差等势线(间隔 10/20/40 V,标出电势值,取无穷远为零),可叠加电势色图,自动标出场强为零的点;拖动试探点 P 读出场强大小与方向、电势和试探电荷受力,并画出过 P 的水平线或竖直线上的 φ、E 分布图像(等量异种、同种电荷的连线与中垂线)。② 电场力做功:拖动 A、B 两点,选正或负试探电荷,沿直线或曲线移动,逐段累加电场力做的功,与 W_AB = qU_AB 对比,验证与路径无关;高亮 A、B 所在的等势线,一键把 B 移到 A 的等势线上(做功为零)。③ 判断练习:由电场线疏密比较场强、由电场线方向比较电势、判断电场力做功正负与电势能变化、由电场线判断电荷电性四类随机题。要点:电场线不相交、不闭合,疏密表示场强大小;等势面与电场线垂直,沿电场线方向电势降低;场强大的地方电势不一定高;W_AB = qU_AB = Ep_A − Ep_B。适用于人教版高中物理必修第三册第九章《静电场及其应用》“电场 电场强度”和第十章《静电场中的能量》“电势能和电势”“电势差”。 - [质谱仪与回旋加速器:速度选择器、同位素落点、回旋加速器最大动能](https://seesciencelab.com/mass-spectrometer/):三个场景。① 速度选择器:上板接正极的平行板(间距 6 cm、长 24 cm,电压 0~20 kV)与垂直纸面向里的匀强磁场(0.02~0.3 T)正交,质子、氘核、α 粒子或负氢离子以 0.2~3×10⁶ m/s 从左侧射入,轨迹由电场力与洛伦兹力逐步计算;可分别关闭电场或磁场,显示 v、F电、F洛箭头和受力大小对比,一键令 v = E/B;发射 0.7~1.3 倍 v₀ 的粒子束,只有 v = v₀ 的从出口狭缝直线穿出;可从右侧反向射入(两力同向,不能通过)。② 质谱仪:氖(天然丰度)、氯(天然丰度)、碳、氢、“质子、氘核、α”五组样品,离子经加速电压 U(100~5000 V)由静止加速后进入磁场(0.05~1 T)转半圈打在底片上,逐个积累出谱线,读出 x = 2r 与比荷 q/m = 8U/(B²x²),氘核与 α 粒子落在同一点;也可换成“速度选择器 + 偏转磁场”型(E、B₁、B₂ 可调,速度不对的离子打在选择器极板上,x = 2mE/(qB₁B₂) ∝ m)。③ 回旋加速器:质子、氘核、α 粒子,磁场 0.2~1 T、方波电压 10~50 kV、D 形盒半径 10~25 cm,粒子每过一次缝隙动能增加 qU,螺旋轨迹逐圈变大直到被引出;同步画出缝隙电压 u-t(标出每次过缝是加速还是减速)和动能 Ek-t 图像,读出回旋频率 f₀ = qB/(2πm)、Ekmax = q²B²R²/(2m)、加速次数和运动时间;可手动改电压频率,失配时粒子先加速后减速。要点:v = E/B 与 q、m、电性无关但有方向性;质谱仪区分的是比荷;Ekmax 与加速电压无关。适用于人教版高中物理选择性必修第二册《安培力与洛伦兹力》“质谱仪与回旋加速器”。 - [交变电流与变压器:交流发电机、中性面、瞬时值与有效值、理想变压器匝数比](https://seesciencelab.com/alternating-current/):3D 模型,三个场景。① 交流发电机:S 极在左、N 极在右的匀强磁场中,矩形线圈 ABCD(AB = 20 cm、AD = 10 cm,S = 0.02 m²,内阻 1 Ω)绕垂直于磁场的轴匀速转动,经两个滑环 K、L 和电刷接中央零刻度电流计 G 与电阻 R,指针左右摆动;匝数 10~200、磁感应强度 0.1~1 T、转速 0.2~2 r/s(为看清过程放慢)、外电阻 1~20 Ω 可调;线圈上的电流方向、两边的速度方向、中性面位置和端视图(⊙/⊗)同步显示,下方画出两个周期的 Φ-t 与 e-t 图像;可选从中性面或线圈平面与磁感线平行开始计时(e = Em sin ωt 或 Em cos ωt),一键前进 T/4 停在关键位置;读出 Φ、e、Em = NBSω、瞬时值表达式、电流表和电压表示数(有效值)、T、f、ω;滑环换成换向器得到脉动直流(直流发电机)。② 变压器:口字形铁芯上原线圈接交流或直流电源(U₁ 10~380 V),副线圈经开关接灯泡,n₁、n₂ 50~2200 匝、负载 2~200 Ω 可调,铁芯中磁通量箭头随时间正反交替,u₁-t、u₂-t 图像同步;读出 U₂ = U₁n₂/n₁、I₂、I₁ = I₂n₂/n₁、P₁ = P₂,标出升压/降压;断开负载原线圈电流为零,换成直流电源副线圈电压为零、灯泡不亮。③ 判断练习:中性面与平行位置的特点、电流方向一周改变几次、滑环与换向器;写瞬时值表达式;有效值、电压表和电流表读数(含内阻)、220 V 的峰值;变压器的电压、电流与匝数,直流电源、输入功率由输出功率决定、频率不变。要点:中性面上 Φ 最大、e = 0,电流方向在此改变;Em = NBSω;E = Em/√2;U₁/U₂ = n₁/n₂,I₁/I₂ = n₂/n₁,P₁ = P₂;变压器不能改变直流电压。适用于人教版高中物理选择性必修第二册第三章“交变电流”“交变电流的描述”“变压器”,也可配合九年级物理“磁生电”中的发电机。 - [光电效应:截止频率、遏止电压、饱和电流、I-U 曲线与 Ek-ν 图像](https://seesciencelab.com/photoelectric-effect/):三个场景。① 锌板与验电器:紫外线灯(254 nm)照射锌板,光子一个一个打出光电子,锌板带正电、验电器张开,正电荷增多后动能小的光电子被吸回;插入玻璃板挡住紫外线,换成白光灯光强调到最大也不行,换成钠板可见光也能打出电子;可让板先带负电,看张角先闭合再张开。② 光电管 I-U:阴极可选铷、钾、钠、钙、锌、钨(逸出功取教材表格),入射光频率 4~16×10¹⁴ Hz(红、黄、绿、蓝、紫与 254 nm 紫外一键选择)、光强、电压 UAK −5~+5 V 可调,电源可换向,管中光电子在正向电压下加速、反向电压下减速折返,微安表读数与 I-U 曲线同步,标出遏止电压 −Uc 与饱和电流 Is;一键对比“同频率不同光强”“不同频率”“不同金属”的曲线,关灯开灯看瞬时性。③ Ek-ν 图像:能量示意图中表面电子吸收一个光子 hν,用掉逸出功 W₀ 后以 Ekmax 逸出,内部电子动能更小;右侧画六种金属的 Ek-ν(或 Uc-ν)直线,ν < νc 部分为虚线反向延长线,标出截止频率、−W₀ 与斜率 h(h/e)。要点:Ekmax = hν − W₀,νc = W₀/h,eUc = Ekmax,遏止电压只与频率和金属有关,饱和电流随光强增大,光电效应具有瞬时性。适用于人教版高中物理选择性必修第三册第四章“光电效应”。 - [玻尔模型与氢原子能级跃迁:能级图、光子吸收与放出、氢原子光谱、巴耳末系](https://seesciencelab.com/bohr-model/):三个场景。① 能级跃迁:左侧玻尔轨道图(rn = n²r1 按比例,画面随最高轨道缩放),右侧氢原子能级图(n = 1~6 与 ∞,En = −13.6/n² eV);点能级线或按钮让电子跃迁,向下放出光子(颜色按波长,紫外、红外画成暗色),向上则射入能量恰好等于能级差的光子被吸收;也可射入任意能量(0.5~15 eV)的光子或电子:光子只有恰好等于能级差或大于电离能才被吸收,否则穿过;电子碰撞可只交出一部分能量,带着剩余动能离开;超过电离能则电离,再点能级 H⁺ 俘获电子放出光子;可开“自发跃迁”看激发态自己回落;读数给出轨道半径、动能 Ek = −En、电势能 Ep = 2En、电离能和光子的 λ、ν。② 谱线系与光谱:一群处于 n = 2~6 的氢原子的全部 C(n,2) 种跃迁按莱曼系、巴耳末系、帕邢系分组画在能级图上,并在全波段光谱条(对数刻度)和可见光放大条上一一对应(Hα 656、Hβ 486、Hγ 434、Hδ 410 nm),可切换发射光谱与吸收光谱,点箭头或谱线看 ΔE、λ、ν 与巴耳末公式。③ 判断练习:一群/一个原子辐射几种光、波长最长与频率最高的跃迁、能吸收哪个光子、电子碰撞激发、电离能、几种可见光、与光电效应结合求最大初动能,答完在能级图上画出相关跃迁。要点:hν = Em − En,En = E1/n²,rn = n²r1,一群 C(n,2) 种、一个最多 n − 1 种,光子要“恰好等于”、电子只要“大于等于”。适用于人教版高中物理选择性必修第三册第四章“氢原子光谱和玻尔的原子模型”。 - [光合作用与呼吸作用:金鱼藻气泡实验、影响光合作用的因素、一昼夜 CO₂ 变化](https://seesciencelab.com/photosynthesis/):三个场景。① 金鱼藻气泡:台灯照射烧杯中倒置漏斗下的金鱼藻,冒出的气泡升入倒扣的试管,拖动台灯改变灯距(10~80 cm,光照强度与距离平方成反比),调节碳酸氢钠(NaHCO₃)浓度(清水~2%,提供 CO₂)和水温(5~45 °C),计数器数出每分钟气泡数,每数满 1 分钟自动在“气泡数—灯距/NaHCO₃ 浓度/水温”图上描点(只显示另外两个条件相同的点,体现控制变量),可一键测一组、显示预测曲线;读数给出光合作用产生的 O₂、呼吸作用消耗的 O₂、冒出气泡 = 二者之差和当前主要限制因素;试管收集的气体能使带火星的木条复燃。② 一昼夜:密闭玻璃罩里的盆栽植物,太阳月亮随时间移动,CO₂、O₂ 进出箭头随净速率变粗变细并在夜里反向;同步画出光合作用速率、呼吸作用速率曲线和罩内 CO₂ 浓度 24 小时曲线,标出光合 = 呼吸的两个时刻即 CO₂ 浓度的最高点(清晨)和最低点(傍晚),比较 24 时与 0 时浓度判断有机物是否积累,可换阴天。③ 普利斯特利钟罩:蜡烛、蜡烛 + 绿色植物、小鼠、小鼠 + 绿色植物四个密闭钟罩同时对照,放在光下或黑暗处,显示 O₂、CO₂ 含量,蜡烛熄灭、小鼠死亡的时间。要点:光合作用 二氧化碳 + 水 →(光能,叶绿体)有机物 + 氧气;呼吸作用 有机物 + 氧气 → 二氧化碳 + 水 + 能量,所有活细胞时刻进行;光照、CO₂ 浓度增大光合作用增强并趋于饱和,温度有最适值。适用于人教版初中生物学七年级上册“绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡”。 - [光合作用曲线:光补偿点、光饱和点、净光合与总光合、多因素与一昼夜](https://seesciencelab.com/photosynthesis-curve/):三个场景。① 光照强度曲线:左侧叶肉细胞示意图画出叶绿体与线粒体之间、叶片与外界的 CO₂、O₂ 交换(箭头粗细随气体量变化,光补偿点处与外界的箭头消失),右侧光照强度(0~70 klx)—光合速率曲线标出 A 点(光照为 0,呼吸速率)、B 点(光补偿点)、C 点(光饱和点),可同时画总光合速率曲线并标出两曲线间的呼吸速率;可选阳生/阴生植物、对比另一种植物,调节 CO₂(100~1500 ppm)、温度(5~45 °C)、缺镁,灰色虚线保留 400 ppm、25 °C 的曲线并用箭头标出 B、C 点的移动,读数给出 A 点上下移、B/C 点左右移的结论。② 多因素与限制因素:光照强度为横轴、三种 CO₂ 浓度(或温度)三条曲线,弱光处重合(限制因素为光照)、强光处分开(限制因素为 CO₂ 或温度);CO₂ 浓度为横轴、三种光照,标出 CO₂ 补偿点与饱和点;温度为横轴,总光合(最适 25 °C)、呼吸(最适 30 °C)、净光合三条曲线及净光合降到 0 的高温。③ 夏季一昼夜:太阳与气孔开放程度示意,净光合速率 24 小时曲线(正、负面积着色)标出开始光合、两次光合 = 呼吸、中午“午休”(部分气孔关闭)、光合停止,下方有机物积累量曲线标出积累最多的时刻(傍晚光合 = 呼吸),可切换阴天、取消“午休”对比。要点:总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率;增大 CO₂ 使光补偿点左移、光饱和点右移,温度由光合最适升到呼吸最适使 A 点下移、B 点右移、C 点左移;阴生植物光补偿点和光饱和点都较低。速率为示意模型。适用于人教版高中生物学必修 1“光合作用与能量转化”中环境因素对光合作用强度的影响及相关曲线题。 - [化学反应的微观过程:分子分成原子、原子重新组合与质量守恒](https://seesciencelab.com/chemical-reaction/):两个场景。① 微观过程动画:电解水、氢气燃烧、氧化汞受热分解、氢气在氯气中燃烧、过氧化氢分解(MnO₂ 催化)、一氧化碳燃烧、甲烷燃烧、碳与水蒸气(置换反应)、汽车尾气 CO 与 NO 催化转化九个反应,原子画成带元素符号的小球,分“反应前 → 分子分成原子 → 原子重新组合 → 反应后”四步播放(可逐步、可点步骤跳转),分子下方标化学式;可调各反应物的分子个数(1~8),多出来的分子用虚线圈标出“没有参加反应”;底部计数条同步反应前分子、原子、反应后分子的个数,面板给出化学方程式、反应类型、分子总数变化、各原子个数和参加反应与生成物质的相对质量(如 4×2 + 2×32 = 72 = 4×18);另有水的蒸发(物理变化)对比,分子不拆开、只是间隔变大。② 微观示意图练习:反应前、反应后两框加原子图例(可能含没有参加反应的分子),判断反应类型、求参加反应或生成的分子个数比、选化学方程式、判断说法正误,答完可在动画里重看。要点:化学变化中分子可分、原子不可分,原子是化学变化中的最小粒子;反应前后原子的种类、数目、质量不变,所以质量守恒;分子种类一定改变,分子数目可能改变;读微观示意图先划掉没有参加反应的分子。适用于人教版初中化学九年级上册“分子和原子”“水的组成”“质量守恒定律”“化学方程式”。 ## 筹备中 - 热力环流、区时计算、小孔成像、电容器、原电池、有丝分裂等。