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NuSEP（Numerical Simulation for Physics Education Platform）
清华大学物理系开发的“数值仿真物理实验”系统
官网：https://nusep.phys.tsinghua.edu.cn/MainPage
一、定位与特色
- 目标：把“看不见、摸不着、做不出”的物理现象搬到屏幕上，服务大学基础物理、中学拓展、竞赛培训。
- 关键词：
- 高保真——全部基于真实物理方程数值求解，而非动画演示。
- 零安装——WebGL 技术，浏览器即可跑 3D 仿真。
- 双语——中文/英文界面一键切换。
- 开源模型——教师可下载源码二次开发（GitLab 链接在论坛中）。
二、模块与典型实验
| 大类 | 场景示例 | 教学痛点→NuSEP 做法 |
|---|---|---|
| 电磁场 | 载流螺线管磁场分布、磁悬浮列车、回旋加速器 | 无法直观看 3D 磁场→实时绘制场线/等势面，拖拽改变电流观察变化 |
| 振动与波 | 耦合摆、驻波、多普勒效应、波包色散 | 课堂只能做 1D 弹簧→可调阻尼、非线性，显示能量-时间曲线 |
| 超导体 | 第二类超导磁通穿透、迈斯纳态-混合态转变 | 设备昂贵→交互式调节温度、外场，观察涡旋晶格形成 |
| 天体与引力 | 双星轨道、引力弹弓、黑洞吸积盘 | 时间尺度过长→支持 10⁶ 倍速，保留相对论修正 |
| 量子世界（Beta） | 一维势阱、氢原子波函数、扫描隧穿显微镜 | 无实验→可视化概率密度、相位动画，可调势阱深度 |
三、教师端功能
- 实验生成器：三步完成定制实验（选模板→改参数→发布链接）。
- 课堂实时投屏：生成二维码，学生手机扫码即可同步视角。
- 自动批改脚本：学生提交截图或数据表，系统自动判分并导出 Excel。
四、学生端体验
- 闯关模式：每个实验内置 3-5 个“挑战任务”，完成后得徽章。
- 数据导出：一键下载 csv 文件，用 Python / Excel 做二次分析。
- 论坛：与清华助教、全国教练在线讨论，每周直播答疑。
五、访问与社群
- 直接浏览器打开官网即可使用；手机、平板、PC 均支持。
- 微信公众号搜索 NuSEP，获取更新通知与教学案例。
- QQ 群：官网底部扫码加入，群文件有教师培训 PPT。
- 联系邮箱：nusep@tsinghua.edu.cn（技术支持 24h 内回复）。
一句话总结
NuSEP 把“实验室里做不了的”变成“浏览器里随便做”的数值实验台，是中学竞赛到大学普物教学的全能“虚拟助教”。