為了提升學生和大眾對超導領域的了解,宙思科技自主開發、打造了一個旨在科普超導技術及其發展歷程的虛擬科技館,力圖使用戶快速了解超導的基本概念以及未來的應用前景。通過創設虛擬的科技體驗館、仿真的三維實驗室,讓相關專業的學生或是對超導領域感興趣的用戶,模擬高溫超導實驗,觀看超導磁懸浮列車、超導核電站等應用案例動畫,從而深刻地把握超導的優勢和發展方向。
軟件封面圖呈現出三維立體的效果
作為一項前沿的科技教育工具,該軟件采用了先進的虛擬現實技術,具備沉浸式學習體驗、交互式實驗操作、直觀式動畫演示等多種特色,能有效激發用戶的學習興趣,提升用戶學習的主動性和積極性。同時,該軟件也是國內較為少見的專門講述超導學科知識的虛擬仿真教育軟件,對于提升公眾對該學科的認知度具有可觀的效用。具體而言,超導科技體驗館包含了以下的體驗內容。
任務的推進全程具有清晰引導
一、電阻效應試驗操作。用戶在這個環節當中,將會模擬閉合電路的物理實驗,通過將導線與單刀雙擲開關、電流表、電壓表、滑動變阻器等實驗儀器正確連接,直觀感受電阻對電流強度的影響。
導線連接交互操作
二、電腦分析回路功率。在成功連接閉合電路后,用戶來到實驗室電腦面前,可以觀看到電子移動的二維動畫演示,在生動有趣的語音講解當中,進一步了解電阻對電流大小的削弱作用。
電子移動的二維動畫
隨后根據計算機分析出來的實驗結果,用戶需要填寫一份簡單的實驗數據記錄表,對輸出功率和功率損耗等數據進行及時的跟蹤和記錄。
填寫實驗數據記錄表
三、高溫超導模擬實驗。正式開始任務前,用戶需要在實驗室的文件柜里取出知識檔案,閱讀關于高溫超導體YBCO(釔鋇銅氧)的介紹內容,以更好地理解超導體的應用原理。
閱讀文件柜里的知識檔案
隨后,通過組裝真空泵儀器,進行空氣抽取、添加液氮等一系列的操作,最終讓儀器內的釔鋇銅氧超導體懸浮起來。伴隨著任務流程的順利開展,系統會彈出相應的知識點對話框和科普動畫,讓用戶更加全面地了解超導現象發生的必要條件。
加入液氮后超導體實現懸浮狀態
四、超導磁懸浮列車運行演示。作為超導原理的重要應用案例,超導磁懸浮列車在上個世紀70年代便成功進行了載人可行性試驗。在該軟件當中,用戶能看到超導磁懸浮列車的逼真三維模型,并觀看列車模型在軌道上運行的動畫。第三人稱俯瞰視角和第一人稱駕駛室視角,為用戶提供了兩種不同的視覺體驗;可調節的速率(分為一檔、二檔和三檔)也加強了用戶對列車的操控感,更加強烈地呈現出超導磁懸浮列車的“速度與激情”。
超導磁懸浮列車模型運行動畫
當然,為了讓用戶更好地把握超導磁懸浮列車的運作機制,系統也嵌入了介紹超導電機原理的科普動畫,詳細講述這類交通工具借助“完全抗磁性”所實現的速度飛躍。
超導電機原理動畫
五、參觀超導核聚變發電站沙盤。該沙盤以法國ITER核聚變實驗中心為原型進行搭建,提供三種不同的外部視角讓用戶進行俯瞰觀察,同時配備了“自動巡檢”模式讓用戶跟隨系統的視角自動察看沙盤的全貌。
超導核聚變發電站沙盤
此外,發電站的內部核心裝置——托卡馬克,可提供拆解、安裝等交互操作,讓用戶多角度地理解其物理構成;而它的發電原理,也將通過動畫播放的形式,為觀眾講述超導技術是如何應用于產生托卡馬克強磁場的線圈上,保障熱核聚變能受控、連續產出。
托卡馬克所應用的超導技術
除了上述核心功能以外,科技館內部以及走廊的墻上,也專門設置了豐富的展板,為觀眾提供極其詳細的知識點信息。漫游其中,用戶不僅能對超導的含義、高溫超導的定義、高溫超導的發展歷程等基本的學科概念建立起基本的認知,也能按照時間脈絡了解超導這個領域的代表性科學家。
展板呈現的科普內容
結語
超導技術不僅是物理學領域的一個重大突破,它也正在逐步成為推動未來科技革新的關鍵因素。從超導磁懸浮列車到核聚變發電,超導技術的應用前景無限廣闊。宙思科技的超導科技體驗館不僅提供了一個交互式的學習平臺,更是為大眾理解和探索這一前沿技術開辟了新的路徑。我們衷心地希望用戶能夠通過這款軟件,更深入地了解超導技術,從而對人類的未來產生更多的期待和想象。只有充滿期盼和希望,科技的變革才有可能真正地到來。
真誠、開放、創新、求精