上次发过一篇介绍,之后这个工具一直在更新,现在模块比当初多了一倍,还加了 AI 学伴和云同步。这篇按”打开之后怎么用”的顺序过一遍每个模块,当说明书用。
地址还是那个:http://121.36.104.169:8310/(工具箱里也有入口)。纯本地运行,不用注册登录,学习进度存在你自己的浏览器里。
第一次打开
会弹一个三步学习法的引导:先预测 → 动手验证 → 追踪掌握。别急着关,这三步是整个工具的设计逻辑,跟着走效率最高。首页能看到学习路径卡和进度条(目前 9 个概念节点),每张卡标着”已完成 / 学习中 / 推荐下一步”。
首页还有一张”今日挑战”卡,题目按你的掌握度自适应挑:最近答错的优先,已掌握的排除。今天答对过就算完成,会自动换一道加餐题,做不做随意。
晶格与倒格子(核心模块,建议从这里开始)
左侧选 8 种结构:SC / BCC / FCC / HCP,加上 NaCl、CsCl、金刚石、闪锌矿这些双原子的(两种原子分色渲染)。
画布操作:按住拖动旋转,Ctrl + 滚轮缩放(普通滚轮留给页面滚动),方向键也能转,左栏有自动旋转的速度滑杆(0.2 到 6 倍)。
几个值得专门玩的点:
- 分层视图:看 SC/BCC 的方形层怎么堆,再看 FCC/HCP 的三角密排层,配合堆叠预览(SC 是 AAAA,BCC 沿 [001] 是 ABAB,FCC 沿 [111] 是 ABCABC),堆积方式一下就具体了;
- 几何辅助勾选:常规晶胞实线、原胞与基矢虚线、(111) 截面,逐个开关对比着看;
- 结构档案:晶胞原子数、配位数、堆积因子、接触方向、半径关系这些数字是按晶体学定义实时算的,改结构跟着变;
- 预测题:先看着模型猜,答错会告诉你去哪个视图验证,答对讲为什么。画布上方的四步任务清单(做一道预测、拖一次滑块、切一个视图、答对一题)会随操作自动打勾;
- 左栏还有”记录状态 / 恢复状态”,调好的视角和开关能存下来随时还原。
倒格子与傅里叶:三幕式演示
专门回答”倒格子到底是正格子的傅里叶变换”这句话什么意思。三幕:波的配方(开关纯音拖幅度,看合成波和下面的配方条)→ 缠绕机(把信号绕到圆上,缠绕频率对上纯音频率时质心飞离圆心,那就是”峰”)→ 从波到倒格子。每幕带预测题,全模块共 7 道。
衍射与布拉格:从衍射峰反推结构
XRD 的原理演示。左边选晶体结构(决定消光规律),调 X 射线波长 λ 和晶格常数 a,转动晶体改 θ:只有满足布拉格条件 nλ = 2d·sinθ 的角度才出现亮线,其余角度一片黑。右侧实时画粉末衍射谱,消光规律(比如 FCC 全奇或全偶出现)直接对照着记。
CIF 查看器:看真实晶体
上传或粘贴 .cif 文件(材料学数据库到处都是),自动解析晶胞参数、空间群和原子坐标,3D 渲染出来。可以开周期镜像看边界延续,调原子大小,内置了 NaCl、石英、方解石三个示例可以直接点开玩。
声子与色散
一维单原子链,ω(k) = 2√(K/m)·|sin(ka/2)|。四根滑杆:约化质量 μ、劲度 κ、波数 k、链长 N。上半幅是色散曲线(布里渊区边界虚线 + 离散 k 点 + 群速度切线),下半幅是原子链的行波动画,拉到布里渊区边界就能看到驻波。旁边有 ω_max、ω、v_g 三个实时读数和三步解读。
能带与费米面
一维紧束缚模型。调跳跃积分 t(原子轨道交叠)看能带宽窄:t 大能带宽,t 趋近 0 能带塌缩回孤立原子能级;再调每原子电子数 ne 看费米能级怎么移动、怎么决定金属还是绝缘体。视图可以在”能带 ↔ 电子填充”之间切。
其余几个
- 指数与复指数:复数的模与辐角,拖参数看旋转与振动的关系,不懂的地方点「提示」,会根据当前读数给说理;
- 晶系与布拉维:七大晶系(参数关系、特征对称、实例)和 14 种布拉维格子的参考页;
- 公式实验台:傅里叶合成实验台。
学习记录、AI 学伴和云同步
「学习记录」页能看到每个概念的掌握度和答题历史,首页进度条就是从这里聚合的。
顶栏「✦ AI 学伴」是右侧抽屉聊天:在设置里选服务商(预设智谱 GLM、DeepSeek、OpenRouter,或填自定义接口),API Key 只存你自己的浏览器。它会自动带上你当前所在的模块和实时读数(晶格参数、ω、v_g、带宽这些),所以可以直接问”我现在这个 FCC 的堆积因子为什么是 74%”。它还会针对你的薄弱概念出加练题。红线说在前面:AI 只负责讲解和出题,所有数值计算都在页面本地模型里完成。
顶栏「☁ 云同步」用同步码把学习进度跨设备带走(答题后自动同步)。这个功能需要云端服务在线,目前还在完善,学习数据以浏览器本地为准,介意的话定期用「导出数据」备份一份。
反馈
哪个概念看了还是不明白、哪个交互觉得别扭,评论区说一声,我都会排进计划。