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लॉरेंज आकर्षक इंटरैक्टिव सिमुलेशन

गणित · लॉरेंज आकर्षक · हाई स्कूल

इस सिमुलेशन के बारे में

एडवर्ड लॉरेंज को ये तीन समीकरण 1963 में तब मिले जब वे एक मौसम-प्रतिरूप को घटाकर उसकी हड्डियों तक ले आए थे। इनमें कुछ भी यादृच्छिक नहीं है और कुछ भी आसन्न नहीं: वही तीन शुरुआती संख्याएँ दो बार दीजिए और आपको वही पथ दो बार मिलेगा, हमेशा। फिर भी उनमें से किसी एक का आठवाँ दशमलव स्थान बदल दीजिए और लगभग बीस समय-इकाइयों में दोनों पथ तितली के उलटे पंखों पर होंगे। यही शुरुआती दशाओं पर संवेदनशील निर्भरता है, और यह समीकरणों का गुण है, कंप्यूटर की ख़ामी नहीं। इसका एक स्विच भी है: पंखों के केंद्र ±वर्गमूल(बीटा(रो − 1)) पर बैठते हैं और तब तक स्थिर रहते हैं जब तक रो सिग्मा(सिग्मा + बीटा + 3)/(सिग्मा − बीटा − 1) से आगे न निकल जाए, जो लॉरेंज की अपनी संख्याओं के लिए 470/19 यानी लगभग 24.74 है। उससे नीचे दोनों जुड़वाँ एक ही बिंदु पर आ बैठते हैं और भविष्य पूरी तरह पूर्वानुमेय होता है। उससे ऊपर बैठने की कोई जगह ही नहीं बचती। (कड़ाई से कहें तो लगभग रो = 24.06 से ही एक विचित्र आकर्षक उन स्थिर बिंदुओं के साथ-साथ मौजूद रहता है, इसलिए दोनों मानों के बीच की उस सँकरी खिड़की में अंत इस पर निर्भर करता है कि आप कहाँ से शुरू करते हैं।) विद्यार्थी x कितनी तेज़ी से y का पीछा करता है और उसे कितने ज़ोर से चलाया जा रहा है बदल सकते हैं और तुलना कर सकते हैं कि क्या होता है। इसे हाई स्कूल के साथ गणित की खोजपरक गतिविधि में इस्तेमाल करें — प्रोजेक्टर पर या हर विद्यार्थी के डिवाइस पर।

मानक: Common Core CCSS.MATH.CONTENT.HSF.IF.B.4

विद्यार्थी क्या खोज सकते हैं

  • लॉरेंज की अपनी संख्याओं पर चलाइए और दोनों रंगीन सिरों को देखिए: वे लगभग पाँच सेकंड तक एक साथ चलते हैं, फिर मंच उसी क्षण संकेत देता है जब वे अलग होते हैं और समय दर्ज कर लेता है
  • रो को घटाकर 15 कीजिए और फिर छोड़िए — अब दोनों जुड़वाँ एक ही पंख-केंद्र में सिमटते हैं, और अंतर का पाठ्यांक बढ़ने के बजाय घटता है
  • रो को 1 से नीचे कीजिए और देखिए कि हर पथ मूल बिंदु तक फिसलकर रुक जाता है: कोई पंख बचता ही नहीं
  • जुड़वाँ की शुरुआती बढ़त को सबसे छोटे मान पर रखिए और नापिए कि वे कितनी देर और साथ रहते हैं — हर अतिरिक्त दशमलव स्थान बस लगभग एक सेकंड ख़रीदता है
  • शुरुआती बिंदु को ऊर्ध्वाधर अक्ष के पास खींचिए, जहाँ x और y लगभग शून्य हैं, और देखिए कि पथ किसी पंख की ओर फेंके जाने से पहले काफ़ी दूर तक नीचे फिसलता है: वह अक्ष एक ऐसी विश्राम-जगह है जिस पर कुछ भी ठीक-ठीक टिक नहीं पाता

अधिगम उद्देश्य

  1. 1अनुमान लगाना कि x कितनी तेज़ी से y का पीछा करता है बदलने से पंख-केंद्र से दूरी पर क्या असर पड़ेगा, फिर उस अनुमान को जाँचना।
  2. 2परिणाम की व्याख्या के लिए लाइव गणना और दृश्य चित्रण से मिले प्रमाण का उपयोग करना।

शिक्षकों के आम सवाल

क्या लॉरेंज आकर्षक सिमुलेशन मुफ़्त है?

हाँ। लॉरेंज आकर्षक सिमुलेशन को किसी आधुनिक ब्राउज़र में खोलें — न कोई डाउनलोड, न साइन-अप।

क्या यह हाई स्कूल के लिए उपयुक्त है?

इस सिमुलेशन में हाई स्कूल तक फैले अधिगम-स्तर पहले से मौजूद हैं। अपनी कक्षा से मेल खाता स्तर चुनें, फिर इसे प्रोजेक्टर पर या विद्यार्थियों के डिवाइस पर चलाएँ।

इस सिमुलेशन को एम्बेड करें

इसे अपने एलएमएस, ब्लॉग या कक्षा की वेबसाइट पर लगाएँ — मुफ़्त।

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प्रायिकता चक्र प्रयोगशाला की झलक

चक्र घुमाइए, सिक्का उछालिए या पासा फेंकिए, और दो तरह की छड़ें देखिए: आकृतियों से निकलने वाली प्रायिकताएँ, और आपको सचमुच मिले परिणाम। दस चक्कर कुछ साबित नहीं करते; कुछ सौ के बाद दोनों में फ़र्क़ करना मुश्किल हो जाता है।

फलन आलेखक की झलक

कोई भी फलन टाइप कीजिए और उसका आकार तुरंत देखिए। तुलना के लिए तीन रंगों में एक साथ तीन तक आलेख खींचिए, वक्र से कोई मान पढ़ने के लिए अनुरेखण बिंदु खिसकाइए, और देखिए कि हर वक्र शून्य को कहाँ काटता है।

त्रि-पिंड समस्या का अनुरूपण की झलक

गुरुत्व के अधीन दो पिंड सदा एक दीर्घवृत्त खींचते हैं और आप उसका सूत्र लिख सकते हैं। तीसरा जोड़ दीजिए और ऐसा कोई सूत्र बचता ही नहीं। आठ की आकृति वाली कक्षा चलाइए, एक द्रव्यमान को ज़रा-सा हिलाइए, और देखिए कि एक स्थिर प्रतिरूप कैसे अप्रत्याशित हो जाता है जबकि कुल ऊर्जा अपनी जगह डटी रहती है।

रीमान योग और समाकल का अनुरूपण की झलक

वक्र के नीचे के क्षेत्रफल को पट्टियों से आसन्न कीजिए और चुनिए कि हर पट्टी अपनी ऊँचाई कहाँ से ले: बायाँ किनारा, दायाँ किनारा, मध्य या ढलवाँ शीर्ष। पट्टियों की संख्या बढ़ाइए और त्रुटि को गिरते देखिए, जबकि चलता योग अपने अलग वक्र के रूप में खिंचता जाता है।

y = mx + b आलेखक की झलक

m सरकाइए और रेखा को झुकते देखिए; b सरकाइए और उसे ऊपर-नीचे खिसकते देखिए। या रेखा पर बने दोनों बिंदु खींचिए और वह समीकरण पढ़िए जो रेखा आपको लौटा देती है। 'चढ़ाई बटा चाल' वाली सीढ़ी रेखा पर चढ़ती है, ताकि ढाल कुछ ऐसा बन जाए जिसे आप गिन सकें।

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