Design and Experience of Rutherford Scattering Experiment Teaching Simulation Platform Based on Virtual Reality

본 연구는 Blender 소프트웨어를 도입하고 Unity3D 엔진을 이용하여 러더퍼드 산란 실험 가상 시뮬레이션 플랫폼을 제안한다. 이를 위해 먼저 러더퍼드 산란 실험 컨트롤러, 진공 챔버, 기계 펌프, 제어가능한 디지털 디스플레이 전원, 과녁 상자, 다중분석기 및 기타 기기를 3D로 모델링하고 실험 워크플로우를 정의하였다. 그리고 사용자는 관련 실험 설비를 조작하여 실험 기기의 관련 참량을 바꾸고 물리 실험 현상을 충실하게 할 수 있도록 가상 실험환경을 구축하고, 데이터의 추출과 분석을 실현하여 가상 실험 플랫폼에서의 인간과 실험 공간과의 실시간 상호작용을 구현하였다. 제안한 VR 가상 시뮬레이션 실험은 학생들의 호기심을 자극하는 데 특히 효과적이고 실험 디자인은 학습자의 인지 규칙을 중시하며 학생들의 학과 지식을 파악하고 응용하는 능력을 향상시키는 데 도움이 되는 것을 확인하였다.