1 00:00:00,320 --> 00:00:01,880 Hãy bàn về 2 00:00:01,880 --> 00:00:04,130 phân bố Maxwell. 3 00:00:04,130 --> 00:00:05,360 Hình vẽ ở đây 4 00:00:05,360 --> 00:00:07,540 là bức tranh về James Clerk Maxwell. 5 00:00:07,540 --> 00:00:09,140 Tôi rất thích bức tranh này, 6 00:00:09,140 --> 00:00:12,430 Maxwell và người vợ Katherine, cùng với chó của họ, tôi đoán vậy. 7 00:00:12,430 --> 00:00:15,800 James Maxwell là một gã khổng lồ của vật lý, 8 00:00:15,800 --> 00:00:17,550 ông nổi tiếng với phương trình Maxwell. 9 00:00:17,550 --> 00:00:19,550 Ông cũng là người đặt nền móng cho 10 00:00:19,550 --> 00:00:22,030 máy chụp hình màu. Maxwell từng trăn trở 11 00:00:22,030 --> 00:00:23,720 "Sự phân bố của 12 00:00:23,720 --> 00:00:26,520 tốc độ lí tưởng của các 13 00:00:26,520 --> 00:00:29,020 phân tử khí là bao nhiêu?" 14 00:00:29,020 --> 00:00:32,420 Người đàn ông ở đây, Ludwig Boltzmann. 15 00:00:32,420 --> 00:00:34,960 Ông được coi là một trong những cha đẻ của 16 00:00:34,960 --> 00:00:37,880 cơ học thống kê. 17 00:00:37,880 --> 00:00:41,360 Dù không hợp tác nhưng cả hai đã cùng tận dụng 18 00:00:41,360 --> 00:00:42,480 phân phối Maxwell 19 00:00:42,480 --> 00:00:44,530 để phát minh ra cùng một phân phối. 20 00:00:44,530 --> 00:00:46,490 Họ cùng trả lời cho câu hỏi, "Phân phối 21 00:00:46,490 --> 00:00:50,737 tốc độ của các phân tử khí là bao nhiêu?" 22 00:00:50,737 --> 00:00:52,290 Hãy cùng tìm hiểu qua 23 00:00:52,290 --> 00:00:54,100 hoặc làm một thí nghiệm nhỏ. 24 00:00:54,100 --> 00:00:56,900 Tôi có một thùng chứa ở đây. 25 00:00:57,420 --> 00:00:59,240 Đây là thùng chứa. 26 00:00:59,240 --> 00:01:00,880 Nó chứa không khí. 27 00:01:01,290 --> 00:01:03,720 Mà không khí được tạo nên chủ yếu bởi khí nitơ. 28 00:01:03,720 --> 00:01:05,350 Hãy coi như nó chỉ chứa khí nitơ 29 00:01:05,350 --> 00:01:06,778 để đơn giản hóa vấn đề. 30 00:01:06,778 --> 00:01:10,844 Tôi sẽ vẽ một vài phân tử nitơ ở đây. 31 00:01:10,844 --> 00:01:13,558 Tôi có một cái nhiệt kế. 32 00:01:13,558 --> 00:01:15,590 Tôi đặt nó vào đây. 33 00:01:15,590 --> 00:01:19,936 Nhiệt kế chỉ 34 00:01:20,320 --> 00:01:23,810 300 Kelvin. 35 00:01:24,190 --> 00:01:27,320 Điều đó nghĩa là gì? 36 00:01:27,660 --> 00:01:29,510 Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta 37 00:01:29,510 --> 00:01:31,730 có khả năng cảm nhận nhiệt độ theo bản năng. 38 00:01:31,730 --> 00:01:33,200 Tôi không muốn chạm vào một vật nóng. 39 00:01:33,200 --> 00:01:34,630 Nó sẽ làm tôi bị bỏng. 40 00:01:34,630 --> 00:01:38,650 Hoặc vật lạnh sẽ làm tôi bị cóng. 41 00:01:38,650 --> 00:01:40,080 Đó là cách mà não bộ của chúng ta 42 00:01:40,080 --> 00:01:42,300 xử lí nhiệt độ. 43 00:01:42,300 --> 00:01:45,760 Nhưng điều gì thực sự xảy ra ở cấp độ phân tử? 44 00:01:45,760 --> 00:01:47,630 Nhiệt độ, một cách để 45 00:01:47,630 --> 00:01:49,420 nghĩ về nó 46 00:01:49,420 --> 00:01:51,530 chính xác 47 00:01:51,530 --> 00:01:52,750 là nhiệt đ- 48 00:01:52,750 --> 00:01:54,140 Tôi đánh vần sai. 49 00:01:55,270 --> 00:01:59,480 Nhiệt độ tỉ lệ thuận với động năng trung bình 50 00:01:59,480 --> 00:02:02,919 của các phân tử trong hệ thống đó. 51 00:02:02,919 --> 00:02:03,900 Tôi sẽ viết nó ra. 52 00:02:03,900 --> 00:02:08,636 Nhiệt độ tỉ lệ thuận với động năng trung bình. 53 00:02:08,636 --> 00:02:09,850 Động năng 54 00:02:10,430 --> 00:02:13,110 trung bình 55 00:02:13,110 --> 00:02:15,740 56 00:02:15,740 --> 00:02:16,720 trong hệ thống. 57 00:02:18,010 --> 00:02:19,600 Tôi sẽ viết là động năng trung bình. 58 00:02:19,600 --> 00:02:21,952 Tôi sẽ mô tả chi tiết hơn. 59 00:02:21,952 --> 00:02:25,810 Tôi có hai thùng chứa. 60 00:02:25,810 --> 00:02:27,297 Đây là một thùng. 61 00:02:27,297 --> 00:02:28,364 Úi. 62 00:02:28,364 --> 00:02:31,480 Hai thùng ở đây. 63 00:02:31,480 --> 00:02:33,240 Chúng có cùng số 64 00:02:33,240 --> 00:02:36,060 phân tử khí nitơ 65 00:02:36,060 --> 00:02:37,440 Tôi sẽ vẽ 10 ở đây. 66 00:02:37,440 --> 00:02:38,830 Trong thực tế 67 00:02:38,830 --> 00:02:40,350 con số phân tử lớn hơn rất rất nhiều. 68 00:02:40,350 --> 00:02:45,350 Một, hai, ba, bốn, năm, sáu, bảy, tám, chín, mười. 69 00:02:45,648 --> 00:02:50,640 Một, hai, ba, bốn, năm, sáu, bảy, tám, chín, mười. 70 00:02:51,030 --> 00:02:52,760 Cho biết 71 00:02:52,760 --> 00:02:55,210 nhiệt độ là 300 Kelvin. 72 00:02:56,440 --> 00:02:58,940 Nhiệt độ của hệ thống này là 300 Kelvin. 73 00:02:58,940 --> 00:03:01,500 Của hệ thống này là 200 Kelvin. 74 00:03:02,040 --> 00:03:05,900 Nếu tôi muốn hình dung về chuyển động của các phân tử này 75 00:03:05,900 --> 00:03:07,450 chúng đang di chuyển xung quanh và va vào nhau, 76 00:03:07,450 --> 00:03:10,200 không chuyển động đồng đều. 77 00:03:10,540 --> 00:03:12,810 Động năng trung bình 78 00:03:12,810 --> 00:03:15,010 của hệ thống sẽ lớn hơn. 79 00:03:15,010 --> 00:03:16,440 Có thể 80 00:03:16,440 --> 00:03:18,965 phân từ này đang chuyển động theo hướng kia. 81 00:03:18,965 --> 00:03:20,830 Đó là vận tốc của nó. 82 00:03:20,830 --> 00:03:22,610 Vật này có vận tốc này. 83 00:03:22,610 --> 00:03:23,770 Cái này chuyển động sang phía kia. 84 00:03:23,770 --> 00:03:25,800 Cái này hầu như không di chuyển. 85 00:03:25,800 --> 00:03:28,100 Cái này đang chuyển động rất nhanh về phía kia. 86 00:03:28,100 --> 00:03:30,340 Cái này di chuyển với vận tốc chóng mặt về đằng kia. 87 00:03:30,340 --> 00:03:32,040 Cái này làm thế này. 88 00:03:32,270 --> 00:03:33,416 Cái này làm thế kia. 89 00:03:33,712 --> 00:03:35,130 Cái này làm thế kia. 90 00:03:35,132 --> 00:03:37,200 Nếu bạn muốn so sáng hệ thống này 91 00:03:37,200 --> 00:03:40,750 hệ thống này, bạn vẫn có thể có một phân tử 92 00:03:40,750 --> 00:03:41,800 di chuyển rất nhanh. 93 00:03:41,800 --> 00:03:43,060 Có lẽ phân tử này đang 94 00:03:43,060 --> 00:03:44,800 chuyển động nhanh nhất. 95 00:03:44,800 --> 00:03:46,840 Nhìn chung thì các phân tử ở đây 96 00:03:46,840 --> 00:03:48,730 có động năng thấp hơn. 97 00:03:48,730 --> 00:03:50,780 Cái này có thể đang làm thế này. 98 00:03:50,780 --> 00:03:52,750 Tôi sẽ thử vẽ... 99 00:03:52,750 --> 00:03:56,520 Nhìn chung thì chúng có động năng nhỏ hơn. 100 00:03:56,520 --> 00:03:58,110 Điều đó không có nghĩa là tất cả các phân tử 101 00:03:58,110 --> 00:04:00,110 đều chậm hơn tất cả các phân tử ở đây 102 00:04:00,110 --> 00:04:02,160 hoặc có động năng thấp hơn tất cả các phân tử này. 103 00:04:02,160 --> 00:04:06,901 Nhưng nhìn chung chúng có động năng nhỏ hơn. 104 00:04:06,901 --> 00:04:08,930 Chúng ta có thể vẽ một phân phối. 105 00:04:08,930 --> 00:04:10,600 Phân phối này là 106 00:04:10,600 --> 00:04:13,382 phân phối Maxwell. 107 00:04:13,382 --> 00:04:15,110 Nếu chúng ta 108 00:04:15,110 --> 00:04:18,350 Tôi sẽ vẽ một hệ tọa độ. 109 00:04:18,850 --> 00:04:23,850 Tôi sẽ vẽ nó. 110 00:04:24,260 --> 00:04:28,160 Nếu tôi đặt tốc độ trên trục này. 111 00:04:28,670 --> 00:04:30,140 Nếu tôi đặt tốc độ. 112 00:04:30,140 --> 00:04:33,532 Và trên trục này tôi sẽ đặt một số phân tử. 113 00:04:33,532 --> 00:04:38,340 Một số phân tử. 114 00:04:38,690 --> 00:04:39,931 Ngay ở đây. 115 00:04:39,931 --> 00:04:43,310 Với hệ thống có nhiệt độ là 300 Kelvin 116 00:04:43,310 --> 00:04:46,092 phân phối có thể trông như thế này. 117 00:04:46,092 --> 00:04:47,831 Nó có thể 118 00:04:47,831 --> 00:04:48,910 phân phối... 119 00:04:48,910 --> 00:04:50,340 Tôi sẽ tô nó màu khác. 120 00:04:50,690 --> 00:04:53,120 Phân phối 121 00:04:53,120 --> 00:04:54,840 sẽ là tất cả các phân tử. 122 00:04:54,840 --> 00:04:59,330 Phân phối có thể trông như thế này. 123 00:04:59,700 --> 00:05:00,890 Như thế này. 124 00:05:00,890 --> 00:05:02,920 Hệ thống này sẽ là phân phối 125 00:05:02,920 --> 00:05:05,172 Maxwell. 126 00:05:05,172 --> 00:05:07,928 Hãy gọi hệ thống này là A. 127 00:05:07,928 --> 00:05:10,428 Hệ thống A, ở ngay đây. 128 00:05:10,428 --> 00:05:14,710 Hệ thống này có nhiệt độ thấp hơn 129 00:05:14,710 --> 00:05:17,238 nghãi là nó có động năng thấp hơn. 130 00:05:17,238 --> 00:05:19,676 Phân phối của các phân tử của nó... 131 00:05:19,676 --> 00:05:22,615 Cái có khả năng cao nhất... 132 00:05:22,615 --> 00:05:24,710 Bạn có thể có số phân tử lớn nhất 133 00:05:24,710 --> 00:05:25,900 ở tốc độ thấp hơn. 134 00:05:25,900 --> 00:05:27,330 Cho tốc độ như thế này 135 00:05:27,330 --> 00:05:28,603 ở ngay đây. 136 00:05:28,603 --> 00:05:33,600 Phân phối của nó có thể trông như thế này. 137 00:05:35,000 --> 00:05:37,010 Nó có thể trông như thế kia. 138 00:05:37,740 --> 00:05:38,980 Tại sao cái này lại... 139 00:05:38,980 --> 00:05:40,310 Bạn có thể thấy nó hợp lí rằng 140 00:05:40,310 --> 00:05:42,020 tốc độ hợp lí nhất 141 00:05:42,020 --> 00:05:45,500 tốc độ mà khi đó tôi có được nhiều phân tử nhất 142 00:05:45,500 --> 00:05:48,460 sẽ thấp hơn tốc độ mà khi 143 00:05:48,460 --> 00:05:51,310 tôi có được nhiều phân tử nhất ở hệ thống A 144 00:05:51,310 --> 00:05:54,280 vì tôi có, vì trung bình thì 145 00:05:54,280 --> 00:05:56,050 những vật này có động năng thấp hơn. 146 00:05:56,050 --> 00:05:58,235 Tốc độ của chúng sẽ thấp hơn. 147 00:05:58,235 --> 00:06:00,184 Nhưng tại sao đỉnh này lại cao hơn? 148 00:06:00,184 --> 00:06:01,550 Bạn cần nhớ rằng chúng ta đang bàn về 149 00:06:01,550 --> 00:06:03,080 số phân từ bằng nhau. 150 00:06:03,080 --> 00:06:05,350 151 00:06:05,350 --> 00:06:07,910 152 00:06:07,910 --> 00:06:10,900 153 00:06:10,900 --> 00:06:12,760 154 00:06:12,760 --> 00:06:15,380 155 00:06:15,380 --> 00:06:17,780 156 00:06:17,780 --> 00:06:20,020 157 00:06:20,020 --> 00:06:24,120 158 00:06:24,120 --> 00:06:27,470 159 00:06:27,470 --> 00:06:29,940 160 00:06:30,270 --> 00:06:32,800 161 00:06:32,800 --> 00:06:35,620 162 00:06:35,620 --> 00:06:39,800 163 00:06:39,800 --> 00:06:42,128 164 00:06:42,128 --> 00:06:43,530 165 00:06:43,530 --> 00:06:46,010 166 00:06:46,010 --> 00:06:49,690 167 00:06:49,690 --> 00:06:52,060 168 00:06:52,060 --> 00:06:54,700 169 00:06:54,700 --> 00:06:59,000 170 00:06:59,000 --> 00:07:00,410 171 00:07:00,410 --> 00:07:02,618 172 00:07:02,618 --> 00:07:04,340 173 00:07:04,340 --> 00:07:05,160 174 00:07:05,160 --> 00:07:07,039 175 00:07:07,039 --> 00:07:10,780 176 00:07:10,784 --> 00:07:15,780 177 00:07:16,197 --> 00:07:20,154 178 00:07:20,154 --> 00:07:23,960 179 00:07:25,230 --> 00:07:27,400 180 00:07:27,400 --> 00:07:30,960 181 00:07:30,960 --> 00:07:32,620 182 00:07:32,620 --> 00:07:35,450 183 00:07:35,450 --> 00:07:37,870 184 00:07:37,870 --> 00:07:40,030 185 00:07:40,030 --> 00:07:41,400 186 00:07:41,400 --> 00:07:43,070 187 00:07:43,630 --> 00:07:45,990 188 00:07:45,990 --> 00:07:47,635 189 00:07:47,635 --> 00:07:49,930 190 00:07:49,930 --> 00:07:53,690 191 00:07:53,690 --> 00:07:57,846 192 00:07:57,846 --> 00:08:00,510 193 00:08:00,510 --> 00:08:04,220 194 00:08:04,220 --> 00:08:06,700 195 00:08:06,700 --> 00:08:09,860 196 00:08:09,860 --> 00:08:12,730 197 00:08:12,730 --> 00:08:14,927 198 00:08:14,927 --> 00:08:16,850 199 00:08:16,850 --> 00:08:20,340 200 00:08:20,340 --> 00:08:22,300 201 00:08:22,300 --> 00:08:24,900 202 00:08:24,900 --> 00:08:26,280 203 00:08:26,280 --> 00:08:27,860 204 00:08:27,860 --> 00:08:29,480 205 00:08:29,480 --> 00:08:31,190 206 00:08:31,190 --> 00:08:34,570 207 00:08:34,570 --> 00:08:35,210 208 00:08:35,210 --> 00:08:37,730 209 00:08:37,730 --> 00:08:39,210 210 00:08:39,210 --> 00:08:41,980 211 00:08:41,980 --> 00:08:43,650 212 00:08:43,650 --> 00:08:47,040 213 00:08:47,040 --> 00:08:48,870 214 00:08:48,870 --> 00:08:51,640 215 00:08:51,640 --> 00:08:52,640 216 00:08:52,640 --> 00:08:55,554 217 00:08:55,554 --> 00:08:57,030 218 00:08:57,030 --> 00:08:59,300 219 00:08:59,300 --> 00:09:01,510 220 00:09:01,510 --> 00:09:04,770 221 00:09:04,770 --> 00:09:06,000 222 00:09:06,000 --> 00:09:06,860 223 00:09:06,860 --> 00:09:09,220 224 00:09:09,220 --> 00:09:10,970 225 00:09:10,970 --> 00:09:13,420 226 00:09:13,420 --> 00:09:15,300 227 00:09:15,300 --> 00:09:16,780 228 00:09:16,780 --> 00:09:18,960 229 00:09:18,960 --> 00:09:19,910 230 00:09:19,910 --> 00:09:20,810 231 00:09:20,810 --> 00:09:23,298 232 00:09:23,298 --> 00:09:26,520 233 00:09:26,520 --> 00:09:28,800