الثقوب السوداء

In 1911, Heike Kamerlingh Onnes discovered superconductivity while studying the resistance of solid mercury at cryogenic temperatures. He observed that the electrical resistance of mercury abruptly dropped to zero at a critical temperature ([latex]T_c[/latex]) of 4.2 K. This phenomenon, termed superconductivity, represents a state of matter with exactly zero electrical resistance and expulsion of magnetic fields.

The von Mises yield criterion predicts that yielding of a ductile material begins when the second deviatoric stress invariant, [latex]J_2[/latex], reaches a critical value. It is often expressed in terms of the von Mises stress, [latex]\sigma_v[/latex], a scalar value that must be less than the material's yield strength, [latex]\sigma_y[/latex]. Yielding occurs when [latex]\sigma_v = \sigma_y[/latex].

قدمت النسبية العامة أول تفسير دقيق للتقدم الشاذ لحضيض عطارد. لم تستطع الجاذبية النيوتنية تفسير التحول البطيء والتدريجي في اتجاه مدار عطارد الإهليلجي تفسيرًا كاملاً. تنبأت نظرية أينشتاين بشكل صحيح بالثواني القوسية الـ 43 المفقودة في كل قرن، وعزت ذلك إلى انحناء الزمكان حول الشمس، وهو ما يُعدّ انتصارًا مبكرًا كبيرًا للنظرية.

The Henderson-Hasselbalch equation relates the pH of a solution of a weak acid to its acid dissociation constant ([latex]pK_a[/latex]) and the ratio of the concentrations of the deprotonated species (conjugate base, [latex][A^-][/latex]) to the protonated species (acid, [latex][HA][/latex]). The equation is [latex]pH = pK_a + \log_{10}\left(\frac{[A^-]}{[HA]}}\right)[/latex]. It is fundamental for understanding and preparing buffer solutions.

إن الحفاظ على الزخم نتيجة مباشرة لتجانس الفضاء، ما يعني أن قوانين الفيزياء ثابتة في ظل الانتقال المكاني. وتُصاغ هذه الصلة العميقة بنظرية نويثر: لكل تناظر مستمر لنظام فيزيائي، توجد كمية محفوظة مقابلة. ويعني التناظر الانتقالي أن لاغرانج النظام لا يتغير بتغير الإحداثيات.

تتضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال (الاختزال-الأكسدة) انتقال الإلكترونات بين أنواع المواد الكيميائية. يتعرض أحد الأنواع للأكسدة (فقدان إلكترونات)، بينما يخضع الآخر للاختزال (اكتساب إلكترونات). تحدث هاتان العمليتان دائمًا في وقت واحد. العامل الذي يفقد الإلكترونات هو العامل المختزل، والعامل الذي يكتسبها هو العامل المؤكسد. يُشكل هذا المفهوم الأساسي أساس الكيمياء الكهربائية والعديد من العمليات البيولوجية.

في التحفيز غير المتجانس، يكون المحفز في طور مختلف عن المتفاعلات. عادةً، يُستخدم محفز صلب مع المتفاعلات الغازية أو السائلة. تتضمن العملية عدة خطوات: انتشار المتفاعلات على سطح المحفز، الامتزاز على المواقع النشطة، التفاعل الكيميائي على السطح، امتزاز النواتج، وانتشار النواتج بعيدًا عن السطح.

The Paschen-Back effect occurs in the presence of a very strong magnetic field, where the Zeeman splitting energy becomes much larger than the fine-structure (spin-orbit) interaction energy. In this regime, the coupling between orbital ([latex]\vec{L}[/latex]) and spin ([latex]\vec{S}[/latex]) angular momentum is broken. They precess independently around the strong external magnetic field, simplifying the spectral pattern.

من أهم تنبؤات النسبية العامة أن الزمن يمر بمعدلات مختلفة في ظل جهود جاذبية مختلفة. فالساعة في مجال جاذبية أقوى (أقرب إلى جسم ضخم) ستدق أبطأ من الساعة في مجال جاذبية أضعف. وقد تم التحقق من هذا التأثير، المعروف باسم تمدد الزمن الجاذبي، تجريبيًا، وهو عامل حاسم في التقنيات الحديثة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

The Einstein Field Equations (EFE) are a set of ten coupled, non-linear partial differential equations that form the core of general relativity. They describe the fundamental interaction of gravitation as a result of spacetime being curved by matter and energy. The equation is concisely written as [latex]G_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{8\pi G}{c^4} T_{\mu\nu}[/latex], relating spacetime geometry to its energy-momentum content.

تتنبأ النسبية العامة بأن جسمًا ضخمًا دوارًا سيسحب معه نسيج الزمكان، وهي ظاهرة تُعرف باسم سحب الإطار أو تأثير لنس-ثيرينغ. هذا يعني أن الجيروسكوب الذي يدور حول الجسم الدوار سيتحرك بحركة دورانية، ليس بسبب أي عزم دوران مُطبّق، بل لأن الزمكان نفسه يلتوي بفعل دوران الجسم.

تتنبأ النسبية العامة بأن مسار الضوء ينحني بفعل الجاذبية. عندما يمر الضوء القادم من مصدر بعيد بجسم ضخم، مثل مجرة ​​أو نجم، ينحرف مساره. هذه الظاهرة، المعروفة باسم عدسة الجاذبية، قادرة على تكبير أو تشويه أو تكوين صور متعددة لمصدر الخلفية، لتعمل بمثابة تلسكوب كوني لرصد الكون البعيد.

يمكن موازنة تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة باستخدام طريقة نصف التفاعل. يُقسّم التفاعل الكلي إلى نصفي تفاعل منفصلين: أحدهما للأكسدة والآخر للاختزال. يُوازن كل نصف تفاعل للذرات والشحنات بشكل مستقل، غالبًا بإضافة أيونات الهيدروجين (H+) والهيدروكسيد (OH-) والماء (H2O) في المحاليل المائية. أخيرًا، تُعادل أعداد الإلكترونات، وتُجمع نصفي التفاعلات.