MoonLab月月实验室物理专题 / 电场探索
教学模拟 · 非实测
MOONLAB · EXPLORE PHYSICS

电场，看得见。

当前专题：电场与磁场 · 从交互模型出发，理解物理。

选择模型
理想化模型
FIELD VISUALIZATION

点电荷的电场

平面取样 · 可拖动探针
二维截面/z = 0模拟场域
交互式电磁场教学模型。场强与位置可在下方的虚拟探针面板中读取和调整。
拖动探针，或轻点任意位置
正电荷探针 P
动手发现 01 / 距离与场强

距离加倍，电场会怎样？

让探针从 A 点移到 B 点，用读数验证你的猜想。

三维点电荷场的二维截面；不计算场源遮罩内的近场。线条数量与箭头长度不代表场强数值。

YOUR POCKET PHYSICS LAB

MoonLab 月月实验室

这是教学模拟，不是环境探测器。本应用不读取磁力计、相机或定位；所有数据来自理想化公式。不能用于判断电气安全、辐射风险或健康状况。

关于月月实验室

主要贡献者：月月老师。MoonLab 面向物理教学，以交互模型帮助理解物理规律。当前开放电场与磁场专题，后续计划逐步加入更多物理教学内容。

三步开始电磁场探索

  1. 01
    选择模型与视图

    切换电场或磁场，再选择“3D 立体”观察空间结构，或“2D 截面”查看 z = 0 平面。

  2. 02
    旋转结构，移动探针

    三维模式：单指拖动旋转、双指或滚轮缩放；用 x/y/z 输入和 z 滑条移动探针。二维模式：轻点或拖动移动探针。相机转动不改变物理读数。

  3. 03
    改变变量，记录证据

    调节场源、反转方向，或用“动手发现”比较 A/B 两处读数（两个活动点均在 z = 0）。记录可导出为包含三轴坐标和分量的 CSV。

三维模式怎么操作？

  • 旋转、缩放：拖动画布只旋转相机。双指捏合或鼠标滚轮缩放，也可以点击画布右下角的 + / −；“俯视 xy”接近从 +z 观察，“复位视角”恢复初始角度。
  • 空间取样：探针三轴坐标可在 −2 m 到 +2 m 范围内调整。z 滑条让探针离开原来的二维平面；“回到 z = 0”只改变探针高度，不改变视角。
  • 参考平面：淡绿色网格是 z = 0 参考面，可以隐藏。它不是屏蔽板或材料，不影响场。网格间隔为 0.5 m，外框只是可视范围，不是物理边界。
  • 键盘：聚焦三维画布后，方向键微调 x/y，Q/E 或 PageDown/PageUp 微调 z，Shift 加大步长；+/− 缩放，Home 复位相机。
  • 返回二维：切回“2D 截面”时，探针会回到 z = 0；已保存的三维记录不变。
  • 三维模式使用本地打包的 Three.js，需要浏览器支持 WebGL 2。设备不支持或三维资源加载失败时，二维功能仍可使用。首次打开需等待较大的三维资源缓存。

读图前，知道这些

  • 坐标单位为米；电场单位 V/m（等价于 N/C），磁场单位 μT（1 μT = 10⁻⁶ T）。三维读数是物理模型在 (x, y, z) 处的矢量，不是屏幕坐标。
  • 二维视图取 z = 0，此时所选模型的 z 分量为 0。三维视图计算完整 Eₓ/Eᵧ/E_z 或 Bₓ/Bᵧ/B_z。匀强磁场的方向仍设定在 xy 平面内，但存在于整个三维空间。
  • 方位角 φ 是 xy 投影从 +x 轴逆时针的夹角；仰角 α 是场矢量相对 xy 平面的夹角。场沿 ±z 时方位角未定义，仰角为 ±90°；零场时两角均未定义。
  • 箭头表示正试探电荷受力方向，或磁感应强度方向。线条数量、颜色、长度、透视远近都不用于定量比较场强。
  • 三维线条在屏幕上重叠不表示它们在空间交叉。动画光点仅提示场线方向，不表示粒子运动、能量流动或场随时间变化。
  • 场源遮罩是模型排除区，不是实际导体表面或安全距离：点电荷半径 0.16 m 球内、导线距轴 0.16 m 圆柱内、磁偶极子半径 0.44 m 球内均不计算。零源时仍保留排除区。
  • 磁偶极子使用真正的矢量公式，不使用虚构磁单极子；内部场未建模，外部线段止于遮罩不表示磁感线在磁极起止。直导线仅画出一段，但模型假设无限长。
  • 模型忽略材料、边界、地磁场与其他环境干扰。这里的数值不是手机周围的真实电场或磁场。
  • 记录仅存于当前浏览器，最多 20 条，不上传。旧二维记录兼容为 z = 0；清除浏览器数据可能删除记录。

添加到 iPhone 主屏幕

  1. 在 iPhone 的 Safari 中打开 MoonLab 月月实验室的网址。
  2. 点击 Safari 的分享按钮，再选择添加到主屏幕（部分版本需先点“更多”）。
  3. 保留短名称“月月实验室”，点击添加。如果有“作为 Web App 打开”，请保持开启。

离线功能需要 HTTPS 或本机 localhost，先成功打开并等待“离线资源已就绪”。局域网 HTTP 通常不能离线。临时公网预览地址可能失效，电脑和转发服务必须保持运行；长期使用建议部署到自己的 HTTPS 网站。主屏幕安装不是 App Store 安装。

模型公式

三维点电荷及叠加E⃗ = Σ k qᵢ r⃗ᵢ / |r⃗ᵢ|³

无限长直导线（沿 z 轴）B⃗ = μ₀ I (−y, x, 0) / [2π(x² + y²)]

理想磁偶极子（外部）B⃗ = μ₀ [3(m⃗ · r̂)r̂ − m⃗ ] / (4πr³)

匀强磁场B⃗ = B₀ (cos θ, sin θ, 0)
OBSERVATION NOTES

把发现，留下来。

以下均为模拟读数 · 仅存于当前浏览器 · 最多 20 条

第一条发现，等你记录

移动探针后，点击“记录当前读数”，
将位置、场源参数与读数一起保存。

    清空所有观察记录？

    此操作不能撤销。需要保留时，请先导出 CSV。