手机物理工坊是一款开源物理实验工具应用。它以“多传感器集成、预设实验模板、开源自定义”三大核心能力,从2016年的初代版本起步,经过v1.2.0等数十个版本的持续迭代,已成长为连接全球物理学习者与科学探究世界的“掌上移动实验室”。
它做到了“测量与分析并重”。八大传感器将智能手机转化为多功能科学仪器,数十种预设实验模板让复杂的物理实验变得像点击按钮一样简单,实时数据可视化让物理量的变化趋势一目了然,傅里叶变换等专业分析工具为数据深度挖掘提供了可能。正如教育专家所言:“智能手机的加入使传统实验器材焕发新活力,极大地降低数据获取和分析的技术门槛,让学生有更多机会和时间进行探究和思考”。当你第一次通过自由落体实验亲手测量出9.80m/s²的重力加速度时,当远程控制功能让你在电脑上看到无人机搭载手机采集的实时数据时,当蓝牙外接传感器将自制力传感器与手机完美整合、验证牛顿第三定律时——那一刻,它的产品价值已然兑现:让物理,不再抽象;让探究,无处不在。

软件特色
1、八大传感器全面调用——将手机变为科学仪器:软件支持加速度计、磁力计、陀螺仪、光强度计、压力计、GPS、麦克风、距离传感器共8种内置传感器的数据采集。用户可根据实验需求自由选择传感器,实时获取原始数据。例如,使用加速度计测量自由落体的重力加速度,使用压力计计算电梯速度,使用麦克风分析声音频谱。
2、数十种预设实验模板——覆盖力学声学电磁学:软件内置了涵盖力学、声学、电磁学等多个物理分支的丰富实验模板。力学实验包括向心加速度、弹簧振子周期分析、单摆重力常数测定、碰撞分析等;声学实验涵盖声纳、声音频谱、多普勒效应、音频发生器等。用户只需选择对应实验即可一键开始测量,极大降低了实验门槛。
3、数据实时可视化与专业分析——测量结果一目了然:实验过程中数据以实时图表形式动态呈现,用户可直观观察物理量的变化趋势。软件内置傅里叶变换、滤波器等专业分析工具,支持对数据进行频谱分析、信号处理等深度操作。数据导出支持CSV、Excel等格式,便于在电脑端进行进一步科研分析。
4、自定义实验设计——人人都可创造专属实验:用户可通过phyphox官网的网页编辑器,自由选择传感器输入、定义分析步骤、创建界面视图,设计个性化实验。分析功能涵盖从简单的数值运算到傅里叶变换、互相关等高级方法。设计完成的实验可通过二维码或文件分享给同事、学生与朋友,促进知识交流与创新。
5、远程控制功能——跨设备协同实验:软件支持“远程控制”功能,用户通过同一局域网内任意电脑的网页浏览器即可远程操作手机端的实验。这一特性在将手机置于无人机、高空等不便直接操作的场景中尤为实用,让实验数据采集更加灵活安全。
软件亮点
1、德国亚琛工业大学官方出品——权威学术背景保障:手机物理工坊由德国亚琛工业大学第二物理研究所开发运营。亚琛工业大学是德国顶尖理工院校之一,其学术背景为软件的科学性和专业性提供了坚实保障。软件遵循开源理念,用户可在phyphox官网获取全部技术文档。
2、打破实验器材的时空限制——低成本普及物理探究:传统数字化实验系统(DIS)需要昂贵的传感器、数据采集器和专用电脑软件,而手机物理工坊将学生手中已有的智能手机直接转化为实验工具。有研究显示,利用ESP32芯片与手机物理工坊组合的自制传感器,整套装置成本不到50元,使偏远地区学校也能开展数字化实验教学。软件曾被教育专家评价为“极大地降低数据获取和分析的技术门槛,让学生有更多机会和时间进行探究和思考”。
3、开源分享生态——全球用户共创实验资源:软件支持用户在phyphox.org网站上自定义实验并与全球用户分享。这一开源机制形成了活跃的创客社区,教师、学生、科研爱好者可互相借鉴实验设计,推动物理实验教学的创新与普及。在国内,已有教师利用该软件指导学生开展自主创新实验探究,并在全国青少年科技创新大赛中获得佳绩。
4、轻量级纯学术设计——10MB无广告零打扰:软件安装包仅约10MB,无广告、无推送、无冗余功能堆砌。纯净的学术工具定位让用户能够专注于实验本身,不被商业推广干扰。软件对所有权限申请均有明确说明(如网络权限仅用于下载在线实验或远程控制,蓝牙权限用于连接外部传感器),隐私保护透明清晰。
软件优势
1、完全免费与开源透明并行:软件完全免费下载和使用,所有传感器调用、实验模板、数据分析、数据导出等功能无收费门槛。软件由亚琛工业大学官方维护,遵循开源理念,代码透明可审查,用户隐私和实验数据安全有保障。
2、亚琛工业大学学术保障——科学性与专业性兼具:由德国亚琛工业大学第二物理研究所官方开发运营,已通过苹果App Store及Google Play官方审核。软件在国内外教育领域广受认可,被《中小学数字化教学》等学术期刊专题报道,是物理实验教学中备受推崇的数字化工具。
3、覆盖物理实验全流程的一站式平台:从传感器数据采集、预设实验模板选择、实时图表可视化,到傅里叶变换等专业数据分析、CSV/Excel多格式导出、远程控制操作,再到蓝牙外接传感器扩展、自定义实验设计、开源分享,手机物理工坊覆盖了物理实验从“数据获取”到“成果输出”的全流程环节。
4、解决传统DIS实验器材成本高昂的痛点:传统数字化信息系统(DIS)实验系统价格昂贵,许多学校难以普及。手机物理工坊将学生手中的智能手机转化为实验工具,配合ESP32等低成本开源硬件(整套自制传感器成本不足50元),使数字化实验教学实现低成本化、便携化、无线化,尤其适合广大农村地区学校。
5、从课堂演示到野外考察的全场景适配:软件既适用于课堂演示实验和学生分组实验,也支持野外现场测量和居家自主探究。快速验证物理假设、设计趣味实验科普物理知识、开展基于项目的深度学习——软件在不同教育场景中均能发挥独特价值。
常见问题
1、问:手机物理工坊需要付费吗?
答:不需要。软件完全免费下载和使用,所有传感器调用、实验模板、数据分析、数据导出等功能无收费门槛。
2、问:手机物理工坊支持哪些传感器?
答:软件支持加速度计、磁力计、陀螺仪、光强度计、压力计、GPS、麦克风、距离传感器共8种内置传感器。请注意,并非所有手机都配备全部传感器,具体以实际设备为准。
3、问:软件如何测量重力加速度?
答:操作步骤:1)打开软件,调取“加速度(不含g)”传感器;2)做好手机安全防护(建议在下方放置海绵垫);3)用单手拇指和食指夹持手机,保持长边竖直;4)设置软件定时运行(延迟3秒,运行2秒);5)倒计时结束手机屏幕上出现数据时,迅速松开手指让手机自由落下;6)软件自动采集数据并绘制图表,读取y轴加速度值即为当地重力加速度。
4、问:软件支持连接外部传感器吗?
答:支持。软件可通过蓝牙连接ESP32等物联网开发板,采集力、压强、温度、电压、电流等手机无法直接测量的物理量。外部传感器数据可与手机内置传感器数据混合运算和输出,实现内外传感器的整合。
怎么测重力加速度?
一、实验准备
1、在本站下载phyphox安卓中文版,安装在智能手机上名字就叫手机物理工坊
2、准备一块海绵垫,以防止手机在实验过程中意外摔落
二、操作步骤
1、在手机物理工坊app中,找到并调取“加速度(不含g)”传感器

2、明确手机的坐标系方向
第二步
明确手机的坐标系方向。

3、在确保手机得到充分安全防护的基础上,用单手拇指和食指夹持手机,保持长边竖直,然后设置Phyphox定时运行,延迟3秒后开始,运行时间为2秒。这样操作可以减少启动程序对手机状态的影响。
4、接下来,进行倒计时读秒,当手机屏幕上出现测量数据时,迅速松开拇指和食指,手机会自由下落。在此过程中,Phyphox将自动进行数据采样和图表绘制。当程序运行2秒后,它会自动停止,从而避免了暂停操作对手机的干扰。这样,我们就能获得非常精确的测量数据,充分展现Phyphox的优越性。

5、选择并读取测量所得的数据。

更新日志
v1.1.16版本
-实验配置中的新图像支持。(尚未在默认配置中使用,但可以通过外部配置实现。)
-改进了声学秒表性能,允许在设备内部音频缓冲区大小以下进行最小延迟设置。
-针对大字体和Android 4设备的各种修复
-修复与充当输入和输出的蓝牙设备相关的问题。







