WEBVTT

00:00:00.320 --> 00:00:01.880
Hãy bàn về

00:00:01.880 --> 00:00:04.130
phân bố Maxwell.

00:00:04.130 --> 00:00:05.360
Hình vẽ ở đây

00:00:05.360 --> 00:00:07.540
là bức tranh về James Clerk Maxwell.

00:00:07.540 --> 00:00:09.140
Tôi rất thích bức tranh này,

00:00:09.140 --> 00:00:12.430
Maxwell và người vợ Katherine, 
cùng với chó của họ, tôi đoán vậy.

00:00:12.430 --> 00:00:15.800
James Maxwell là một gã khổng lồ 
của vật lý,

00:00:15.800 --> 00:00:17.550
ông nổi tiếng với phương trình Maxwell.

00:00:17.550 --> 00:00:19.550
Ông cũng là người đặt nền móng cho

00:00:19.550 --> 00:00:22.030
máy chụp hình màu.
Maxwell từng trăn trở

00:00:22.030 --> 00:00:23.720
"Sự phân bố của

00:00:23.720 --> 00:00:26.520
tốc độ lí tưởng của các

00:00:26.520 --> 00:00:29.020
phân tử khí là bao nhiêu?"

00:00:29.020 --> 00:00:32.420
Người đàn ông ở đây, Ludwig Boltzmann.

00:00:32.420 --> 00:00:34.960
Ông được coi là một trong những 
cha đẻ của

00:00:34.960 --> 00:00:37.880
cơ học thống kê.

00:00:37.880 --> 00:00:41.360
Dù không hợp tác nhưng cả hai đã
cùng tận dụng

00:00:41.360 --> 00:00:42.480
phân phối Maxwell

00:00:42.480 --> 00:00:44.530
để phát minh ra cùng một phân phối.

00:00:44.530 --> 00:00:46.490
Họ cùng trả lời cho câu hỏi, 
"Phân phối

00:00:46.490 --> 00:00:50.737
tốc độ của các phân tử khí 
là bao nhiêu?"

00:00:50.737 --> 00:00:52.290
Hãy cùng tìm hiểu qua

00:00:52.290 --> 00:00:54.100
hoặc làm một thí nghiệm nhỏ.

00:00:54.100 --> 00:00:56.900
Tôi có một thùng chứa ở đây.

00:00:57.420 --> 00:00:59.240
Đây là thùng chứa.

00:00:59.240 --> 00:01:00.880
Nó chứa không khí.

00:01:01.290 --> 00:01:03.720
Mà không khí được tạo nên chủ yếu 
bởi khí nitơ.

00:01:03.720 --> 00:01:05.350
Hãy coi như nó chỉ chứa khí nitơ

00:01:05.350 --> 00:01:06.778
để đơn giản hóa vấn đề.

00:01:06.778 --> 00:01:10.844
Tôi sẽ vẽ một vài phân tử nitơ ở đây.

00:01:10.844 --> 00:01:13.558
Tôi có một cái nhiệt kế.

00:01:13.558 --> 00:01:15.590
Tôi đặt nó vào đây.

00:01:15.590 --> 00:01:19.936
Nhiệt kế chỉ

00:01:20.320 --> 00:01:23.810
300 Kelvin.

00:01:24.190 --> 00:01:27.320
Điều đó nghĩa là gì?

00:01:27.660 --> 00:01:29.510
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta

00:01:29.510 --> 00:01:31.730
có khả năng cảm nhận nhiệt độ 
theo bản năng.

00:01:31.730 --> 00:01:33.200
Tôi không muốn chạm vào
một vật nóng.

00:01:33.200 --> 00:01:34.630
Nó sẽ làm tôi bị bỏng.

00:01:34.630 --> 00:01:38.650
Hoặc vật lạnh sẽ làm tôi bị cóng.

00:01:38.650 --> 00:01:40.080
Đó là cách mà não bộ của chúng ta

00:01:40.080 --> 00:01:42.300
xử lí nhiệt độ.

00:01:42.300 --> 00:01:45.760
Nhưng điều gì thực sự xảy ra
ở cấp độ phân tử?

00:01:45.760 --> 00:01:47.630
Nhiệt độ, một cách để

00:01:47.630 --> 00:01:49.420
nghĩ về nó

00:01:49.420 --> 00:01:51.530
chính xác

00:01:51.530 --> 00:01:52.750
là nhiệt đ-

00:01:52.750 --> 00:01:54.140
Tôi đánh vần sai.

00:01:55.270 --> 00:01:59.480
Nhiệt độ tỉ lệ thuận với 
động năng trung bình

00:01:59.480 --> 00:02:02.919
của các phân tử trong hệ thống đó.

00:02:02.919 --> 00:02:03.900
Tôi sẽ viết nó ra.

00:02:03.900 --> 00:02:08.636
Nhiệt độ tỉ lệ thuận với 
động năng trung bình.

00:02:08.636 --> 00:02:09.850
Động năng

00:02:10.430 --> 00:02:13.110
trung bình

00:02:13.110 --> 00:02:15.740


00:02:15.740 --> 00:02:16.720
trong hệ thống.

00:02:18.010 --> 00:02:19.600
Tôi sẽ viết là động năng trung bình.

00:02:19.600 --> 00:02:21.952
Tôi sẽ mô tả chi tiết hơn.

00:02:21.952 --> 00:02:25.810
Tôi có hai thùng chứa.

00:02:25.810 --> 00:02:27.297
Đây là một thùng.

00:02:27.297 --> 00:02:28.364
Úi.

00:02:28.364 --> 00:02:31.480
Hai thùng ở đây.

00:02:31.480 --> 00:02:33.240
Chúng có cùng số

00:02:33.240 --> 00:02:36.060
phân tử khí nitơ

00:02:36.060 --> 00:02:37.440
Tôi sẽ vẽ 10 ở đây.

00:02:37.440 --> 00:02:38.830
Trong thực tế

00:02:38.830 --> 00:02:40.350
con số phân tử lớn hơn rất rất nhiều.

00:02:40.350 --> 00:02:45.350
Một, hai, ba, bốn, năm, 
sáu, bảy, tám, chín, mười.

00:02:45.648 --> 00:02:50.640
Một, hai, ba, bốn, năm, 
sáu, bảy, tám, chín, mười.

00:02:51.030 --> 00:02:52.760
Cho biết

00:02:52.760 --> 00:02:55.210
nhiệt độ là 300 Kelvin.

00:02:56.440 --> 00:02:58.940
Nhiệt độ của hệ thống này là 300 Kelvin.

00:02:58.940 --> 00:03:01.500
Của hệ thống này là 200 Kelvin.

00:03:02.040 --> 00:03:05.900
Nếu tôi muốn hình dung về 
chuyển động của các phân tử này

00:03:05.900 --> 00:03:07.450
chúng đang di chuyển xung quanh
và va vào nhau,

00:03:07.450 --> 00:03:10.200
không chuyển động đồng đều.

00:03:10.540 --> 00:03:12.810
Động năng trung bình

00:03:12.810 --> 00:03:15.010
của hệ thống sẽ lớn hơn.

00:03:15.010 --> 00:03:16.440
Có thể

00:03:16.440 --> 00:03:18.965
phân từ này đang chuyển động theo 
hướng kia.

00:03:18.965 --> 00:03:20.830
Đó là vận tốc của nó.

00:03:20.830 --> 00:03:22.610
Vật này có vận tốc này.

00:03:22.610 --> 00:03:23.770
Cái này chuyển động sang phía kia.

00:03:23.770 --> 00:03:25.800
Cái này hầu như không di chuyển.

00:03:25.800 --> 00:03:28.100
Cái này đang chuyển động rất nhanh
về phía kia.

00:03:28.100 --> 00:03:30.340
Cái này di chuyển với vận tốc 
chóng mặt về đằng kia.

00:03:30.340 --> 00:03:32.040
Cái này làm thế này.

00:03:32.270 --> 00:03:33.416
Cái này làm thế kia.

00:03:33.712 --> 00:03:35.130
Cái này làm thế kia.

00:03:35.132 --> 00:03:37.200
Nếu bạn muốn so sáng hệ thống này

00:03:37.200 --> 00:03:40.750
hệ thống này, bạn vẫn có thể có
một phân tử

00:03:40.750 --> 00:03:41.800
di chuyển rất nhanh.

00:03:41.800 --> 00:03:43.060
Có lẽ phân tử này đang

00:03:43.060 --> 00:03:44.800
chuyển động nhanh nhất.

00:03:44.800 --> 00:03:46.840
Nhìn chung thì các phân tử ở đây

00:03:46.840 --> 00:03:48.730
có động năng thấp hơn.

00:03:48.730 --> 00:03:50.780
Cái này có thể đang làm thế này.

00:03:50.780 --> 00:03:52.750
Tôi sẽ thử vẽ...

00:03:52.750 --> 00:03:56.520
Nhìn chung thì chúng có 
động năng nhỏ hơn.

00:03:56.520 --> 00:03:58.110
Điều đó không có nghĩa là
tất cả các phân tử

00:03:58.110 --> 00:04:00.110
đều chậm hơn tất cả 
các phân tử ở đây

00:04:00.110 --> 00:04:02.160
hoặc có động năng thấp hơn tất cả
các phân tử này.

00:04:02.160 --> 00:04:06.901
Nhưng nhìn chung chúng có 
động năng nhỏ hơn.

00:04:06.901 --> 00:04:08.930
Chúng ta có thể vẽ một phân phối.

00:04:08.930 --> 00:04:10.600
Phân phối này là

00:04:10.600 --> 00:04:13.382
phân phối Maxwell.

00:04:13.382 --> 00:04:15.110
Nếu chúng ta

00:04:15.110 --> 00:04:18.350
Tôi sẽ vẽ một hệ tọa độ.

00:04:18.850 --> 00:04:23.850
Tôi sẽ vẽ nó.

00:04:24.260 --> 00:04:28.160
Nếu tôi đặt tốc độ trên trục này.

00:04:28.670 --> 00:04:30.140
Nếu tôi đặt tốc độ.

00:04:30.140 --> 00:04:33.532
Và trên trục này tôi sẽ đặt 
một số phân tử.

00:04:33.532 --> 00:04:38.340
Một số phân tử.

00:04:38.690 --> 00:04:39.931
Ngay ở đây.

00:04:39.931 --> 00:04:43.310
Với hệ thống 
có nhiệt độ là 300 Kelvin

00:04:43.310 --> 00:04:46.092
phân phối có thể trông như thế này.

00:04:46.092 --> 00:04:47.831
Nó có thể

00:04:47.831 --> 00:04:48.910
phân phối...

00:04:48.910 --> 00:04:50.340
Tôi sẽ tô nó màu khác.

00:04:50.690 --> 00:04:53.120
Phân phối

00:04:53.120 --> 00:04:54.840
sẽ là tất cả các phân tử.

00:04:54.840 --> 00:04:59.330
Phân phối có thể trông như thế này.

00:04:59.700 --> 00:05:00.890
Như thế này.

00:05:00.890 --> 00:05:02.920
Hệ thống này sẽ là phân phối

00:05:02.920 --> 00:05:05.172
Maxwell.

00:05:05.172 --> 00:05:07.928
Hãy gọi hệ thống này là A.

00:05:07.928 --> 00:05:10.428
Hệ thống A, ở ngay đây.

00:05:10.428 --> 00:05:14.710
Hệ thống này có nhiệt độ thấp hơn

00:05:14.710 --> 00:05:17.238
nghãi là nó có động năng thấp hơn.

00:05:17.238 --> 00:05:19.676
Phân phối của các phân tử của nó...

00:05:19.676 --> 00:05:22.615
Cái có khả năng cao nhất...

00:05:22.615 --> 00:05:24.710
Bạn có thể có số phân tử lớn nhất

00:05:24.710 --> 00:05:25.900
ở tốc độ thấp hơn.

00:05:25.900 --> 00:05:27.330
Cho tốc độ như thế này

00:05:27.330 --> 00:05:28.603
ở ngay đây.

00:05:28.603 --> 00:05:33.600
Phân phối của nó 
có thể trông như thế này.

00:05:35.000 --> 00:05:37.010
Nó có thể trông như thế kia.

00:05:37.740 --> 00:05:38.980
Tại sao cái này lại...

00:05:38.980 --> 00:05:40.310
Bạn có thể thấy nó hợp lí rằng

00:05:40.310 --> 00:05:42.020
tốc độ hợp lí nhất

00:05:42.020 --> 00:05:45.500
tốc độ mà khi đó tôi 
có được nhiều phân tử nhất

00:05:45.500 --> 00:05:48.460
sẽ thấp hơn tốc độ mà khi

00:05:48.460 --> 00:05:51.310
tôi có được nhiều phân tử nhất 
ở hệ thống A

00:05:51.310 --> 00:05:54.280
vì tôi có, vì trung bình thì

00:05:54.280 --> 00:05:56.050
những vật này có động năng thấp hơn.

00:05:56.050 --> 00:05:58.235
Tốc độ của chúng sẽ thấp hơn.

00:05:58.235 --> 00:06:00.184
Nhưng tại sao đỉnh này lại cao hơn?

00:06:00.184 --> 00:06:01.550
Bạn cần nhớ rằng chúng ta đang bàn về

00:06:01.550 --> 00:06:03.080
số phân từ bằng nhau.

00:06:03.080 --> 00:06:05.350


00:06:05.350 --> 00:06:07.910


00:06:07.910 --> 00:06:10.900


00:06:10.900 --> 00:06:12.760


00:06:12.760 --> 00:06:15.380


00:06:15.380 --> 00:06:17.780


00:06:17.780 --> 00:06:20.020


00:06:20.020 --> 00:06:24.120


00:06:24.120 --> 00:06:27.470


00:06:27.470 --> 00:06:29.940


00:06:30.270 --> 00:06:32.800


00:06:32.800 --> 00:06:35.620


00:06:35.620 --> 00:06:39.800


00:06:39.800 --> 00:06:42.128


00:06:42.128 --> 00:06:43.530


00:06:43.530 --> 00:06:46.010


00:06:46.010 --> 00:06:49.690


00:06:49.690 --> 00:06:52.060


00:06:52.060 --> 00:06:54.700


00:06:54.700 --> 00:06:59.000


00:06:59.000 --> 00:07:00.410


00:07:00.410 --> 00:07:02.618


00:07:02.618 --> 00:07:04.340


00:07:04.340 --> 00:07:05.160


00:07:05.160 --> 00:07:07.039


00:07:07.039 --> 00:07:10.780


00:07:10.784 --> 00:07:15.780


00:07:16.197 --> 00:07:20.154


00:07:20.154 --> 00:07:23.960


00:07:25.230 --> 00:07:27.400


00:07:27.400 --> 00:07:30.960


00:07:30.960 --> 00:07:32.620


00:07:32.620 --> 00:07:35.450


00:07:35.450 --> 00:07:37.870


00:07:37.870 --> 00:07:40.030


00:07:40.030 --> 00:07:41.400


00:07:41.400 --> 00:07:43.070


00:07:43.630 --> 00:07:45.990


00:07:45.990 --> 00:07:47.635


00:07:47.635 --> 00:07:49.930


00:07:49.930 --> 00:07:53.690


00:07:53.690 --> 00:07:57.846


00:07:57.846 --> 00:08:00.510


00:08:00.510 --> 00:08:04.220


00:08:04.220 --> 00:08:06.700


00:08:06.700 --> 00:08:09.860


00:08:09.860 --> 00:08:12.730


00:08:12.730 --> 00:08:14.927


00:08:14.927 --> 00:08:16.850


00:08:16.850 --> 00:08:20.340


00:08:20.340 --> 00:08:22.300


00:08:22.300 --> 00:08:24.900


00:08:24.900 --> 00:08:26.280


00:08:26.280 --> 00:08:27.860


00:08:27.860 --> 00:08:29.480


00:08:29.480 --> 00:08:31.190


00:08:31.190 --> 00:08:34.570


00:08:34.570 --> 00:08:35.210


00:08:35.210 --> 00:08:37.730


00:08:37.730 --> 00:08:39.210


00:08:39.210 --> 00:08:41.980


00:08:41.980 --> 00:08:43.650


00:08:43.650 --> 00:08:47.040


00:08:47.040 --> 00:08:48.870


00:08:48.870 --> 00:08:51.640


00:08:51.640 --> 00:08:52.640


00:08:52.640 --> 00:08:55.554


00:08:55.554 --> 00:08:57.030


00:08:57.030 --> 00:08:59.300


00:08:59.300 --> 00:09:01.510


00:09:01.510 --> 00:09:04.770


00:09:04.770 --> 00:09:06.000


00:09:06.000 --> 00:09:06.860


00:09:06.860 --> 00:09:09.220


00:09:09.220 --> 00:09:10.970


00:09:10.970 --> 00:09:13.420


00:09:13.420 --> 00:09:15.300


00:09:15.300 --> 00:09:16.780


00:09:16.780 --> 00:09:18.960


00:09:18.960 --> 00:09:19.910


00:09:19.910 --> 00:09:20.810


00:09:20.810 --> 00:09:23.298


00:09:23.298 --> 00:09:26.520


00:09:26.520 --> 00:09:28.800