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Sandbox Physics

流体 · 电子 · 材料

场、流体与物质

搅动流体，引导电子，观察材料内部。

112 个实验

从这里开始

从电场到电子显微镜

先看懂电场、学会操控带电粒子，再算出电子的波长，用电子束观察晶体和表面。

6 个实验 · 约 96 分钟

  1. 01

    观察

    看见电场

    在偶极子周围移动探针，看电场是不是总指向电势地形的下坡方向。

    8 分钟
  2. 02

    建模

    电荷在场中转弯

    先只开磁场发射粒子，再加上电场。哪一个场会改变动能？

    10 分钟
  3. 03

    迁移

    电子波长与加速电压

    提高加速电压，比较电子束的经典波长与相对论波长。

    18 分钟
  4. 04

    建模

    电子衍射与倒空间

    倾转薄晶体，采集一张衍射图，把某个衍射斑的半径和预测值比一比；再把相机长度减半。

    20 分钟
  5. 05

    比较

    TEM 明场、暗场与选区衍射

    移动物镜光阑，让一个晶粒在暗场中变亮；再记录它的选区衍射。

    20 分钟
  6. 06

    迁移

    SEM 二次电子表面形貌

    绕同一表面转动侧向探测器：更亮的区域就一定更高吗？

    20 分钟

浏览实验

112 个实验

  1. 场、流体与物质

    Ising 临界涨落

    接近临界温度时，为什么会出现大片同向自旋？

    12 分钟

  2. 场、流体与物质

    Hopfield 联想记忆

    一个网络怎样从残缺线索恢复整幅图案？

    12 分钟

  3. 场、流体与物质

    气候能量平衡

    外界加热不再增加，地球为什么还会继续变暖？

    12 分钟

  4. 场、流体与物质

    Alfvén 波

    磁场怎样把一次横向扰动沿等离子体传开？

    12 分钟

  5. 场、流体与物质

    晶体管偏置与输出曲线

    输出电压很低时，集电极电流为什么不再跟着基极电流增加？

    15 分钟

  6. 场、流体与物质

    异质结注入

    能带台阶、偏压和温度怎样改变载流子注入？

    15 分钟

  7. 场、流体与物质

    蓝 LED：复合与效率

    蓝 LED 为什么会更亮，却更不省载流子？

    15 分钟

  8. 场、流体与物质

    CCD：追踪电荷的接力

    CCD 的电荷转移不完整时，亮点为什么会拖尾？

    16 分钟

  9. 场、流体与物质

    GMR：旋转磁层的电阻

    转动一层磁体，为什么会改变自旋阀的电阻？

    16 分钟

  10. 场、流体与物质

    中子三轴谱仪

    出射中子的能量，能告诉我们样品内部怎样运动？

    20 分钟

  11. 场、流体与物质

    太阳中微子味道观测台

    怎样分清是太阳变暗了，还是中微子在路上变了味？

    25 分钟

  12. 场、流体与物质

    长基线 CP 观测台

    加速器束流的中微子和反中微子能谱，能看出 CP 相位吗？

    30 分钟

  13. 场、流体与物质

    中微子天空搜索观测台

    扫遍整片天空才找到的中微子热点，还算不算真证据？

    25 分钟

  14. 场、流体与物质

    β 衰变能量分配观测台

    贝塔衰变放出的电子，能量为什么连成一整条谱？

    25 分钟

  15. 场、流体与物质

    双 β 衰变观测台

    双贝塔衰变里，两个电子总能量出现尖峰说明什么，看不到峰又说明什么？

    25 分钟

  16. 场、流体与物质

    β 端点质量观测台

    贝塔衰变能谱末端的电子能量，怎样看出中微子质量？

    25 分钟

  17. 场、流体与物质

    反应堆近远能谱观测台

    反应堆近处和远处各放一台探测器，怎样看出中微子在路上消失？

    25 分钟

  18. 场、流体与物质

    中微子物质共振工作台

    中微子穿过密度变化的物质时，量子态跟得上吗？

    25 分钟

  19. 场、流体与物质

    超新星中微子突发观测台

    中微子事件突然变多，到什么程度才该发出超新星警报？

    25 分钟

  20. 场、流体与物质

    液氩时间投影室

    液氩探测器怎样靠计时测出径迹的第三个维度？

    25 分钟

  21. 场、流体与物质

    大气中微子天顶角实验

    大气中微子从哪个方向来，怎样能看出其中一部分变了味？

    25 分钟

  22. 场、流体与物质

    中微子味态传播工作台

    中微子飞行时，测到各种味的概率为什么会起伏？

    25 分钟

  23. 场、流体与物质

    反应堆反中微子符合探测

    放宽时间窗能多抓到反应堆反中微子，又不混进太多偶然配对吗？

    20 分钟

  24. 场、流体与物质

    切伦科夫光与探测器光环

    一个光锥，什么时候成为一个光环？

    20 分钟

  25. 场、流体与物质

    IceCube：从传感器信号重建轨迹

    IceCube 传感器记录的光，能看出粒子朝哪个方向走吗？

    20 分钟

  26. 场、流体与物质

    电子与样品作用信号地图

    电子进入样品后，各种信号从哪里来？

    20 分钟

  27. 场、流体与物质

    扫描采样与漂移恢复

    把多帧图像对齐，能修好漂移造成的扫描畸变吗？

    20 分钟

  28. 场、流体与物质

    电子衍射与倒空间

    哪些倒易点会变成探测器上的斑点？

    20 分钟

  29. 场、流体与物质

    自旋 ARPES：极化与计数

    反转自旋探测器的磁化后计数变了，是自旋造成的，还是光子通量不同？

    25 分钟

  30. 场、流体与物质

    SEM 微区分析：EDS 与 WDS

    钒的能量处有 X 射线计数，就能说明样品含钒吗？

    25 分钟

  31. 场、流体与物质

    从块体提取 TEM 薄片

    怎样提取一片薄样品，又不让它失去支撑或被铣坏？

    20 分钟

  32. 场、流体与物质

    电子束光刻：绘制、曝光、显影

    为何孤立线和密集线的显影结果不同？

    20 分钟

  33. 场、流体与物质

    CBED：厚度与晶体对称性

    会聚束衍射盘内的强度能告诉我们哪些晶体信息？

    25 分钟

  34. 场、流体与物质

    MicroED：旋转、积分与基元拟合

    晶体只转过有限角度，衍射能沿哪些方向定出原子位置？

    25 分钟

  35. 场、流体与物质

    像差校正：调谐电子探针

    电子束的会聚锥开得更大，能聚出更细的探针吗？

    25 分钟

  36. 场、流体与物质

    电子叠层成像：从重叠恢复相位

    探针扫描位置互相重叠，给衍射测量增加了什么？

    25 分钟

  37. 场、流体与物质

    多束 SEM：先校准，再拼接

    多束电镜扫得更快，还能把各块图像拼成无缝的整图吗？

    25 分钟

  38. 场、流体与物质

    超快 TEM：时间分辨与计数的取舍

    把许多弱电子脉冲累加起来，能看清一个强脉冲会模糊掉的快过程吗？

    25 分钟

  39. 场、流体与物质

    单粒子冷冻电镜：从电影到三维图

    更多粒子，能补回缺失的观察方向吗？

    30 分钟

  40. 场、流体与物质

    光电子结构：方向与深度

    光电子衍射和驻波扫描，各能告诉我们原子位置的什么信息？

    30 分钟

  41. 场、流体与物质

    电子断层：重建看不见的方向

    一组倾转图像，能重建出样品多少三维结构？

    25 分钟

  42. 场、流体与物质

    冷冻电子断层：分配剂量与平均副本

    把断层图里许多份相同的结构叠加平均，能让信号浮出噪声吗？

    25 分钟

  43. 场、流体与物质

    环境 SEM：保水与中和充电

    样品室里的气体能让含水绝缘样品不干、不充电，又不让探针变模糊吗？

    20 分钟

  44. 场、流体与物质

    Cryo-SEM：观察之前先保留

    能否区分冻结损伤、霜污染、充电与束流损伤？

    20 分钟

  45. 场、流体与物质

    SEM 内透射成像：穿过薄样

    样品多薄才适合在扫描电镜内透射成像？

    20 分钟

  46. 场、流体与物质

    STEM 探测器：相位与原子柱反差

    改变收集角，为什么能让同一根原子柱时明时暗？

    20 分钟

  47. 场、流体与物质

    背散射衍射：从菊池带到晶粒

    标定出了错，EBSD 晶粒图还能信吗？

    25 分钟

  48. 场、流体与物质

    透射菊池衍射：穿过纳米晶

    更薄的样品能分清更小的晶粒吗？

    25 分钟

  49. 场、流体与物质

    背散射：成分还是取向

    更亮的晶粒，能证明成分不同吗？

    20 分钟

  50. 场、流体与物质

    低能电镜：在表面减速

    电子能在柱内飞快、到表面却轻缓吗？

    20 分钟

  51. 场、流体与物质

    扫描俄歇：表面几纳米

    清晰的俄歇元素图，会掩盖电子束对表面化学的破坏吗？

    25 分钟

  52. 场、流体与物质

    逆光电子谱：看见空态

    发出的光子，能告诉我们哪些空电子态信息？

    25 分钟

  53. 场、流体与物质

    FIB-SEM：从切片到体积

    清晰的切片，何时会重建出错误体积？

    25 分钟

  54. 场、流体与物质

    块面 SEM：切削之间

    块面图像再清晰，也会漏掉两刀之间的结构吗？

    25 分钟

  55. 场、流体与物质

    原位 TEM：测量热过程速率

    原位加热实验里，电子束只是在观察转化，还是也在推动转化？

    25 分钟

  56. 场、流体与物质

    液体池 TEM：观察还是驱动？

    液体池影片更清晰，反应速率就更可信吗？

    25 分钟

  57. 场、流体与物质

    洛伦兹 TEM：磁壁如何显现

    离焦方向一反，磁畴壁为什么由亮变暗？

    25 分钟

  58. 场、流体与物质

    电子全息：恢复隐藏的相位

    电子全息能把相位里磁的部分和静电的部分分开吗？

    25 分钟

  59. 场、流体与物质

    动力学衍射：强度为何返回

    晶体越厚，衍射强度一定越大吗？

    25 分钟

  60. 场、流体与物质

    进动衍射：从斑点到晶粒

    让电子束斜着绕圈转，能让晶粒取向更容易认出来吗？

    25 分钟

  61. 场、流体与物质

    阴极发光：光在哪里产生

    暗点意味着电子束产生的载流子更少吗？

    25 分钟

  62. 场、流体与物质

    振动 EELS：分辨率与离样品探测

    为了看清振动谱，电子源的能量带最多能收多窄？

    25 分钟

  63. 场、流体与物质

    STEM-EDS：纳米化学图

    更尖锐的电子探针，一定带来更清晰的化学图吗？

    25 分钟

  64. 场、流体与物质

    PEEM：阈值与磁畴

    PEEM 能把磁衬度和照明不均造成的明暗分开吗？

    25 分钟

  65. 场、流体与物质

    LEEM：表面反射与衍射

    只用一束衍射电子成像，能单独挑出一种表面畴吗？

    25 分钟

  66. 场、流体与物质

    微区 / 纳米 ARPES：光斑与畴

    光斑更小，能看清窄畴又不把它损坏吗？

    25 分钟

  67. 场、流体与物质

    动量显微镜：飞行时间数据立方

    动量显微镜用飞行时间测能量，什么时候会把能带图测歪？

    25 分钟

  68. 场、流体与物质

    时间 ARPES：脉冲与弛豫

    时间分辨 ARPES 测到的衰减，反映真实寿命，还是脉冲本身的长度？

    25 分钟

  69. 场、流体与物质

    APXPS：气体、反应与工作态

    通入气体后 XPS 谱峰变弱，是气体造成的，还是表面变了？

    25 分钟

  70. 场、流体与物质

    HAXPES：探测深度与埋藏界面

    能量更高的 X 射线，能看见埋在表面下的层吗？

    25 分钟

  71. 场、流体与物质

    XPS：元素、化学态与充电

    XPS 谱峰移动了，怎样分辨是化学变化还是样品充电？

    25 分钟

  72. 场、流体与物质

    UPS：价带与功函数

    UPS 谱上的哪两条边，能定出功函数？

    25 分钟

  73. 场、流体与物质

    4D-STEM：一次扫描，多种虚拟图像

    在每个探针位置都记下完整衍射图，能得到什么？

    25 分钟

  74. 场、流体与物质

    DPC：束偏转与投影场

    衍射盘的偏移，什么时候能用来测样品里的场？

    25 分钟

  75. 场、流体与物质

    EELS：能量损失与薄样品信号

    电子穿过薄样品时，失去了什么？

    20 分钟

  76. 场、流体与物质

    EFTEM：能量窗口与元素图

    能量过滤像的亮像素，就代表更多碳吗？

    25 分钟

  77. 场、流体与物质

    HRTEM 相位衬度与 CTF

    同一批原子，在高分辨电镜像里会从暗点变成亮点吗？

    20 分钟

  78. 场、流体与物质

    TEM 明场、暗场与选区衍射

    透射电镜里，选一束电子和选一块样品区域，各用哪个光阑？

    20 分钟

  79. 场、流体与物质

    SEM 二次电子表面形貌

    表面更亮，就一定更高吗？

    20 分钟

  80. 场、流体与物质

    TEM 质量厚度对比

    为什么更致密的夹杂在 TEM 明场中更暗？

    20 分钟

  81. 场、流体与物质

    光电子发射与半球能量分析器

    能分开光电子谱里两个靠得很近的峰，又留住足够计数吗？

    20 分钟

  82. 场、流体与物质

    ARPES 能带与费米面测量

    发射角如何揭示电子能带？

    20 分钟

  83. 场、流体与物质

    电子散射与平均自由程

    样品要多薄，才能避免多次散射？

    20 分钟

  84. 场、流体与物质

    真空、充电与导电镀层

    能否消除充电，又不掩盖真实表面？

    20 分钟

  85. 场、流体与物质

    电子剂量、噪声与损伤

    什么时候，更多曝光不再带来更多细节？

    20 分钟

  86. 场、流体与物质

    电子波长与加速电压

    更高的加速电压是否总是更好？

    18 分钟

  87. 场、流体与物质

    电子枪工作台

    哪种电子源给出的束流相干性最好？

    18 分钟

  88. 场、流体与物质

    电子光学柱

    能不能把电子探针聚小，同时保住足够的束流？

    18 分钟

  89. 场、流体与物质

    电子分辨率与像差预算

    校正球差之后，又是什么限制探针的大小？

    18 分钟

  90. 场、流体与物质

    一个偏心圆怎样变成会产生升力的翼型

    翼型带多大的环流、产生多大的升力，由什么决定？

    12 分钟

  91. 场、流体与物质

    看见电场

    怎样从电势的形状，看出电荷受到的力？

    8 分钟

  92. 场、流体与物质

    气体里的亿万次碰撞

    随机碰撞怎样汇聚成稳定的温度、压强和速率分布？

    7 分钟

  93. 场、流体与物质

    电荷在场中转弯

    为什么磁场可以改变运动方向，却不改变粒子的速率？

    10 分钟

  94. 场、流体与物质

    旋转的球为什么会拐弯

    倾斜球的自旋轴，会怎样改变它的拐弯方向和落点？

    8 分钟

  95. 场、流体与物质

    一面移动墙怎样带动整池流体

    顶盖只向右运动，为什么密闭方腔中央会形成一个巨大的顺时针循环？

    12 分钟

  96. 场、流体与物质

    只靠邻居怎样重建一池会飞溅的水

    只看附近邻居的粒子，怎样算出飞溅水体的密度和压强？

    16 分钟

  97. 场、流体与物质

    一条微小波纹怎样卷成剪切涡旋

    两层流体相互滑过时，界面上的波纹什么时候会长大？

    16 分钟

  98. 场、流体与物质

    折弯壁面，变换整片流场

    保角映射保住了角度，为什么还会改变角点附近的流速？

    12 分钟

  99. 场、流体与物质

    拉伸染料，保留旋转的账本

    没有黏性的流动，怎样把染料拉成细丝，却不损失能量和旋转？

    14 分钟

  100. 场、流体与物质

    让压力写出激波菱形

    超声速喷流的出口压力和周围不一样时，为什么会出现一串菱形？

    16 分钟

  101. 场、流体与物质

    亲手推动一束数值喷流

    在流体模拟里，平流、扩散和压力投影各起什么作用？

    12 分钟

  102. 场、流体与物质

    相位怎样把扑翼运动变成推进

    翼面上下升沉和俯仰之间的相位差，怎样决定它产生阻力还是推力？

    14 分钟

  103. 场、流体与物质

    对称尾流为什么会自行破缺

    圆柱固定不动，尾流为什么还会从两侧轮流甩出涡？

    12 分钟

  104. 场、流体与物质

    几个带符号奇点怎样组成流体轨道

    几个点涡之间，怎样互相带着运动？

    14 分钟

  105. 场、流体与物质

    一道隔膜怎样生成三类可压缩波

    激波管的隔膜一破，为什么会同时生出激波、接触间断和稀疏扇？

    15 分钟

  106. 场、流体与物质

    热梯度怎样自组织成对流滚轴

    一层流体从下方加热，什么时候会开始对流？

    12 分钟

  107. 场、流体与物质

    免疫设计：从分子到类器官

    T 细胞认出抗原，怎样一步步发展到清除整个组织里的目标？

    12 分钟

  108. 场、流体与物质

    从硬球到 Boltzmann

    怎样从硬球碰撞的 Newton 力学，严格推出 Boltzmann 方程？

    14 分钟

  109. 场、流体与物质

    两个涡环为什么会互相穿越

    后面的涡环为什么会收缩，从前面的涡环中间钻过去？

    12 分钟

  110. 场、流体与物质

    旋转剪切怎样裂变成 Taylor 涡胞

    两个圆筒之间打转的流体，为什么有时会分成一层层涡胞？

    14 分钟

  111. 场、流体与物质

    WBE：生命为什么遵循四分之一幂

    体内的分支输运网络，怎样解释代谢和心跳随体重变化的规律？

    12 分钟

  112. 场、流体与物质

    恒星如何一路造出铁

    为什么恒星可以通过聚变释放能量，却在铁附近停下来？

    15 分钟

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