核磁共振作為物理學中的一個重要的實驗,已形成為一門有完整理論的新學科,他的模擬軟體也是應運而生。核磁共振是1946年由美國斯坦福大學布洛赫(FBlock)和哈佛大學珀賽爾(E.M.Purcell)各自獨立發現的,兩人因此獲得1952年諾貝爾物理學獎。磁矩不為零的微觀粒子在恆定磁場的作用下,產生一系列的分立能級,這些能級與量子力學所允許的電子自旋或核自旋以及與其相聯絡的磁矩的不同取向相對應,自旋磁矩同電磁輻射的交變磁場相互作用。當具有一定方位的交變磁場的頻率與這些能級間的距離相當時,可觀察到選擇定則所介許的躍遷,產生磁共振現象,並可從交變磁場中吸收能量,得到磁共振波譜。
北京歐倍爾物理實驗模擬軟體之核磁共振實驗模擬軟體基於物理學科教育資訊化建設,旨在為本科院校物理相關專業的學生提供一個三維的、高模擬度的、高互動操作的、全程參與式的、可提供實時資訊反饋與操作指導的、虛擬的物理模擬操作平臺,使學生透過在本平臺上的操作練習,進一步熟悉專業基礎知識、瞭解化學實驗室實際實驗環境、培訓基本動手能力,為進行實際實驗奠定良好基礎。
物理實驗模擬軟體之核磁共振實驗模擬軟體採用虛擬現實技術,依據實驗室實際佈局搭建模型,按實際實驗過程完成互動,完整再現了大學物理實驗中核磁共振實驗的實驗操作過程及實驗現象。每個實驗操作配有評分系統,提示實驗操作的正確操作及實驗過程中的注意事項,3D操作畫面具有很強的環境真實感、操作靈活性和獨立自主性,學生可檢視到實驗儀器的各個部分,解決了實際實驗過程中的某些盲點,為學生提供了一個自主發揮的實驗舞臺,特別有利於調動學生動腦思考,培養學生的動手能力,同時也增強了學習的趣味性。
軟體特色
(1)虛擬現實技術
利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,構建高度模擬的虛擬實驗環境和實驗物件,提供使用者關於視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時、沒有限制地360°旋轉觀察三維空間內的事物,介面友好,互動操作,形式活潑。
(2)智慧操作指導
具體的操作流程,系統能夠模擬試驗操作中的每個步驟,並加以文字或語言說明和解釋;
(3)評分系統
系統給出操作提示,操作正確時得分,錯誤時扣分,每個步驟扣分最多隻扣3次。
(4)實用性強,具有較大的可推廣應用價值和應用前景
本套軟體由計算機程式設計人員、虛擬現實技術人員、具有實際經驗的一線工程技術人員、專業教師合作完成,貼近實際,過程規範,特別適合物理實驗教育使用,具有較大的可推廣應用價值和應用前景。