Mô phỏng tương tác miễn phí về Bộ hút Lorenz. Khám phá Bộ hút Lorenz trực tiếp trên mạng — phù hợp cho cả lớp hoặc tự học.
Bộ hút Lorenz
Giới thiệu mô phỏng này
Mô phỏng này giải hệ Lorenz, một mô hình đơn giản về đối lưu cho thấy hỗn loạn. Học sinh điều chỉnh sigma, rho và beta, đặt kích thước độ lệch xuất phát rất nhỏ cho quỹ đạo thứ hai và bật hoặc tắt nó. Đường màu xanh là lần chạy tham chiếu, còn đường màu cam bắt đầu gần như cùng một chỗ. Các chỉ số hiển thị khoảng cách giữa hai quỹ đạo, ước lượng tốc độ tăng trưởng và thời gian để tách ra. Giáo viên có thể dùng mô phỏng để giới thiệu sự phụ thuộc nhạy vào điều kiện ban đầu và hiệu ứng cánh bướm.
Học sinh có thể khám phá điều gì
- Giữ các giá trị cổ điển và quan sát đường xanh và đường cam tách ra theo thời gian.
- Đổi Độ lệch xuất phát sang một lũy thừa nhỏ hơn của mười và đọc chỉ số Thời gian để tách ra.
- Giảm Rho xuống dưới khoảng 24 và xem chuyển động có ngừng hỗn loạn hay không.
- So sánh chỉ số ln(d/d0) / t với số mũ Lyapunov khoảng 0,9.
- Tắt Quỹ đạo thứ hai để tập trung vào một quỹ đạo duy nhất.
Mục tiêu học tập
- 1Mô tả sự nhạy cảm với điều kiện ban đầu.
- 2Giải thích vì sao một hệ xác định vẫn có thể không đoán trước được.
- 3Quan sát cách thay đổi tham số làm đổi hành vi của bộ hút.
- 4Diễn giải tốc độ tăng trưởng hàm mũ của khoảng cách.
Câu hỏi giáo viên thường đặt ra
Mô phỏng bộ hút Lorenz có miễn phí không?
Có. Hoàn toàn miễn phí và chạy trên mọi trình duyệt web hiện đại, kể cả bảng tương tác, máy tính bảng, Chromebook và điện thoại. Không cần cài đặt và không cần đăng ký hay tài khoản.
Hiệu ứng cánh bướm là gì?
Đó là ý tưởng rằng những khác biệt nhỏ xíu trong điều kiện ban đầu có thể lớn lên theo hàm mũ và dẫn tới những kết quả rất khác nhau. Hệ Lorenz, với hai quỹ đạo trôi xa dần, là ví dụ cổ điển.
Các quỹ đạo có ngẫu nhiên không?
Không. Chúng tuân theo các phương trình chính xác, không có tính ngẫu nhiên, nhưng sự tăng trưởng hàm mũ của những khác biệt nhỏ làm cho việc dự đoán dài hạn là không thể trong thực tế.
Tôi dùng mô phỏng bộ hút Lorenz như thế nào?
Giữ nguyên các giá trị mặc định, quan sát hai quỹ đạo tách ra và ghi lại thời gian. Sau đó thay đổi độ lệch xuất phát hoặc một tham số và so sánh.
Nhúng mô phỏng này
Đặt vào hệ thống học tập, blog hoặc trang lớp của bạn — miễn phí.
<iframe src="https://kiwibee.io/vn/simulations/lorenz-attractor-3d-simulation/embed" title="Bộ hút Lorenz | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>Tiếp tục khám phá
Thêm các mô hình khoa học tương tác
Gõ bất kì hàm số nào và thấy ngay hình dạng của nó. Vẽ tối đa ba hàm cùng lúc bằng ba màu để so sánh, kéo điểm dò để đọc một giá trị trên đường cong, và xem mỗi hàm cắt trục hoành ở đâu.
Quay vòng quay, tung đồng xu hoặc gieo xúc xắc, rồi quan sát hai nhóm cột: xác suất mà hình dạng dự đoán và kết quả bạn thật sự nhận được. Mười lần quay chẳng chứng minh được gì; sau vài trăm lần, hai nhóm gần như không phân biệt nổi.
Đổi m rồi xem đường thẳng nghiêng đi; đổi b rồi xem nó trượt lên xuống. Hoặc kéo hai điểm trên đường thẳng và đọc phương trình mà nó viết lại cho bạn. Bậc thang «lên trên chia sang ngang» leo dọc đường thẳng để hệ số góc trở thành thứ bạn đếm được.
So sánh quỹ đạo hai vật với chuyển động hình số tám của ba vật, rồi thêm tối đa mười hai vật. Đổi khối lượng, vận tốc và vị trí ban đầu; quan sát quỹ đạo và sai số năng lượng số.
Từ mô hình đến bằng chứng
Kết hợp mô phỏng này với một phiếu bài tập in được
Dùng phiếu bài tập để ghi lại dự đoán, quan sát và giải thích sau khi học sinh khám phá.
Mang khoa học tương tác vào lớp học của bạn
Không gian giáo viên miễn phí của KiwiBee gộp soạn bài, phiếu bài tập, công cụ lớp học và sổ điểm vào cùng một nơi.
Bắt đầu miễn phí và tạo lớp học đầu tiên