مفهوم حالة الأكسدة (رقم الأكسدة)

يعدل الإحصاء الكمي الميكانيكا الإحصائية الكلاسيكية لتفسير عدم إمكانية تمييز الجسيمات المتطابقة. وهي تنقسم إلى نوعين: إحصائيات فيرمي-ديراك للفيرميونات (جسيمات الدوران نصف الصحيحة مثل الإلكترونات)، والتي تخضع لمبدأ الاستبعاد البولي وإحصائيات بوز-أينشتاين للبوزونات (جسيمات الدوران الصحيحة مثل الفوتونات)، والتي يمكن أن تشغل نفس الحالة الكمية. هذا التمييز حاسم في درجات الحرارة المنخفضة والكثافات العالية.

من المستحيل معرفة أزواج معينة من الخواص الفيزيائية المتكاملة لجسيم ما بدقة تامة في الوقت نفسه. المثال الأكثر شيوعًا هو الموضع [latex]x[/latex] وكمية الحركة [latex]p[/latex]. وينص هذا المبدأ على أن حاصل ضرب قيمتي عدم اليقين فيهما، [latex] \Delta x[/latex] و[latex] \Delta p[/latex]، يجب أن يكون أكبر من أو يساوي قيمة محددة: [latex] \Delta x \Delta p \G \frac{/hbar}{2}[/latex].

المائع غير النيوتوني هو المائع الذي تتغير لزوجته تحت إجهاد قص مطبق. وعلى عكس المائع النيوتوني حيث تكون اللزوجة ثابتة، لا توصف خواص سريان المائع بعلاقة خطية بين إجهاد القص ([latex]\Tau[/latex]) ومعدل القص ([latex]\tau[/latex]). يمكن أن تظهر هذه التبعية في صورة ترقق القص (تقل اللزوجة مع الإجهاد) أو زيادة سماكة القص (تزداد اللزوجة مع الإجهاد).

ظاهرة فايسنبرغ هي ظاهرة تحدث في السوائل اللزجة المرنة، حيث يصعد السائل على قضيب دوار مُدخل فيه. وهذا يتعارض مع سلوك السوائل النيوتونية، التي تُدفع للخارج بقوة الطرد المركزي، مُشكلةً دوامة. وينشأ هذا التأثير عن فروق الإجهاد الطبيعي التي تتطور في السائل تحت تأثير القص.

تُصنَّف الدوائر الرقمية إلى نوعين رئيسيين: المنطق التجميعي والمنطق التتابعي. في المنطق التجميعي، يكون الخرج في المنطق التوليفي دالة خالصة لقيم المدخلات الحالية فقط (مثل الدارات المجمعة). أما في المنطق التتابعي، لا يعتمد الخرج على المدخلات الحالية فقط بل يعتمد أيضًا على تسلسل المدخلات السابقة، حيث تحتوي هذه الدوائر على عناصر ذاكرة (مثل الدارة القلابة).

مخطط Pourbaix، المعروف أيضًا باسم مخطط الجهد/الأس الهيدروجيني، هو مخطط ديناميكي حراري يرسم أطوار التوازن المستقر لنظام كهروكيميائي مائي. وهو يوضح بيانياً ظروف الإمكانات ([latex]E_H[/latex]) والأس الهيدروجيني التي يكون فيها المعدن محصناً (مستقر ديناميكياً حرارياً)، أو مخملاً (يشكل طبقة واقية مستقرة)، أو عرضة للتآكل (يشكل أيونات قابلة للذوبان).

هذه معادلة أساسية في ميكانيكا الكم تصف كيفية تغيُّر الحالة الكمية لنظام فيزيائي بمرور الزمن. وهي معادلة تفاضلية جزئية خطية للدالة الموجية [latex]\Psi(x، t)[/latex]. والنسخة المعتمدة على الزمن هي [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex]، حيث [latex]\hat{H}[/latex] هو مشغل هاملتونيان، الذي يمثل الطاقة الكلية للنظام.

تصف اللزوجة الثيكسوتروبيا والريبوكسيا تغيرات اللزوجة المرتبطة بالزمن. تنخفض لزوجة السائل الثيكسوتروبي مع مرور الوقت تحت ضغط قص ثابت (مثلاً، يصبح الزبادي أكثر سيولة عند التقليب). تزداد لزوجة السائل الريوبكتيكي (أو المضاد للثيكسوتروبيا) مع مرور الوقت تحت ضغط قص ثابت (مثلاً، بعض مواد التشحيم). هذه التأثيرات قابلة للعكس؛ إذ يعود السائل إلى حالته الأصلية بعد فترة من السكون.

ظاهرة ميكانيكا الكم حيث يمكن للدالة الموجية أن تنتشر عبر حاجز طاقة كامنة. من الناحية الكلاسيكية، ينعكس الجسيم الذي يفتقر إلى الطاقة الكافية لتخطي الحاجز. ولكن، بسبب الطبيعة الموجية للجسيمات الشبيهة بالموجات، هناك احتمال غير صفري بأن الجسيم يمكن أن يظهر على الجانب الآخر من الحاجز، أي "يعبر نفقًا" من خلاله.

يقيس الجهد الكهروكيميائي، [latex]\bar\\mu_i[/latex]، الطاقة الكلية للنوع المشحون "i" في نظام ما. وهو يجمع بين الجهد الكيميائي، [latex]\mu_i_[/latex]، الذي يأخذ في الحسبان التركيز والخصائص الجوهرية، وطاقة الجهد الكهروكيميائي، [latex]z_i F \phi[/latex]. والمعادلة هي [latex]\TP5T_bar{\mu}_i = \mu_i + z_i F \phi[/latex]، حيث [latex]z_i[/latex] هي شحنة الأيون، و[latex]F[/latex] هو ثابت فاراداي، و[latex]phi[/latex] هو الجهد الكهربي المحلي.

نواة الخلية الشمسية عبارة عن وصلة pn، وهي واجهة بين مواد أشباه الموصلات من النوع p والنوع n. تُنشئ هذه الوصلة مجالًا كهربائيًا مدمجًا في منطقة استنفاد. عندما تصطدم الفوتونات ذات الطاقة الكافية بشبه الموصل، فإنها تُكوّن أزواجًا من الإلكترونات والفجوات. يفصل المجال الكهربائي بين حاملات الشحنة هذه، دافعًا الإلكترونات إلى الجانب n والفجوات إلى الجانب p، مولدًا جهدًا كهربائيًا.

اللدونة هي نظرية تصف تشوه المادة الصلبة الذي يخضع لتغيرات غير قابلة للعكس في الشكل استجابةً للقوى المؤثرة. على عكس المرونة، حيث يُستعاد التشوه عند التفريغ، فإن التشوه اللدن يكون دائمًا. تتضمن النظرية معيار خضوع لتحديد بداية اللدونة، وقاعدة انسيابية لوصف تطور الانفعال اللدن، وقاعدة تصلب.

منحنى حوض الاستحمام هو نموذج بياني يوضح ثلاث مراحل من عمر المنتج من حيث معدل الفشل. يبدأ بمعدل "معدل "وفيات الرضع" المرتفع ولكن المتناقص، يليه معدل "عمر إنتاجي" منخفض وثابت، وينتهي بمعدل "تآكل" متزايد. وعادةً ما تكون حسابات متوسط العمر الافتراضي للمنتج باستخدام معدل فشل ثابت ([latex] \lambda[/latex]) صالحة فقط خلال مرحلة "العمر الإنتاجي" المركزية.

يمكن تمثيل الخلية الشمسية بدائرة كهربائية مكافئة. ويتضمن أبسط نموذج مصدر تيار يمثل التيار المولَّد ضوئيًا ([latex]I_L[/latex])، بالتوازي مع صمام ثنائي يمثل الوصلة p-n. ويضيف نموذج أكثر دقة مقاومة تحويلة متوازية ([latex]R_s_sh{sh}[/latex]) لتيارات التسرب ومقاومة متسلسلة ([latex]R_s[/latex]) لمقاومة التلامس والمواد السائبة.