اللزوجة المعتمدة على الزمن: اللزوجة والثبات

يُعرَّف الأس الهيدروجيني رسميًّا بأنه اللوغاريتم العشري السالب لنشاط أيون الهيدروجين، [latex]a_{H^+}[/latex]. والصيغة هي [latex]pH = - \\لوغ_{{10}(a_{H^+})[/latex]. والنشاط هو التركيز الفعال لأيونات الهيدروجين، مع مراعاة القوى بين الجزيئية، وهو بلا أبعاد. بالنسبة إلى المحاليل المخففة، يساوي النشاط تقريبًا التركيز المولي لأيونات [latex]H^+[/latex]، مما يبسط العملية الحسابية.

انكماش اللانثانيدات هو التناقص المستمر في نصف القطر الذري والأيوني لعناصر اللانثانيدات (من اللانثانوم إلى اللوتيتيوم) مع تزايد العدد الذري. يحدث هذا التأثير بسبب ضعف حجب الشحنة النووية بواسطة إلكترونات 4f. وينتج عن ذلك أن تكون عناصر الدورة السادسة التي تلي اللانثانيدات صغيرة بشكل غير متوقع، على غرار نظيراتها من الدورة الخامسة.

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.

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.

الترقق القصي، أو شبه اللدونة، هو سلوك غير نيوتوني، حيث تنخفض لزوجة السائل مع تزايد معدل إجهاد القص. تُظهر العديد من المواد الشائعة، مثل الكاتشب والطلاء، هذه الخاصية. تكون هذه المواد سميكة في حالة السكون، لكنها تتدفق بسهولة أكبر عند رجها أو تحريكها أو فردها. وغالبًا ما يُمثل ذلك بعلاقة قانون أوستوالد-دي فالي للقوة.

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.

في ميكانيكا الكم، تكون كمية الحركة قابلة للملاحظة مُمثَّلة بعامل متجه. في أساس الموضع، يُعطى مشغِّل كمية الحركة بالعلاقة [latex]\hat{\vec{p}} = -i\hbar\nabla[/latex]، حيث [latex]\hbar[/latex] هو ثابت بلانك المخفَّض و[latex]\nabla[/latex] هو مشغِّل التدرج. يتوافق حفظ كمية الحركة مع حقيقة أن مشغل هاملتونيان يتناظر مع مشغل كمية الحركة، [latex][\هات{H}، \هات{{vec{p}}] = 0[/latex]، لنظام ذي تناظر انتقالي.

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. على 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).