صيغة

في العلوم ، الصيغة هي طريقة موجزة للتعبير عن المعلومات رمزيًا، كما هو الحال في الصيغة الرياضية أو الصيغة الكيميائية . يشير الاستخدام غير الرسمي لمصطلح الصيغة في العلوم إلى البناء العام للعلاقة بين كميات معينة .

يمكن أن يكون الجمع لـ formula إما formulas (من صيغة الجمع الإنجليزية الأكثر شيوعًا ) أو، تحت تأثير اللاتينية العلمية ، formulae (من اللاتينية الأصلية ). ^[2]

في الرياضيات ، تشير الصيغة عمومًا إلى معادلة أو متباينة تربط تعبيرًا رياضيًا بآخر، وأهمها النظريات الرياضية . على سبيل المثال، يتطلب تحديد حجم الكرة قدرًا كبيرًا من حساب التكامل أو نظيره الهندسي ، طريقة الاستنفاد . ^[3] ومع ذلك، بعد القيام بذلك مرة واحدة من حيث بعض المعلمات ( نصف القطر على سبيل المثال)، أنتج علماء الرياضيات صيغة لوصف حجم الكرة من حيث نصف قطرها:

${\displaystyle V={\frac {4}{3}}\pi r^{3}.}$

بعد الحصول على هذه النتيجة، يمكن حساب حجم أي كرة طالما كان نصف قطرها معروفًا. لاحظ هنا أن الحجم V ونصف القطر r يتم التعبير عنهما بأحرف مفردة بدلاً من الكلمات أو العبارات. هذه الاتفاقية، على الرغم من أنها أقل أهمية في صيغة بسيطة نسبيًا، تعني أن علماء الرياضيات يمكنهم التعامل بشكل أسرع مع الصيغ الأكبر حجمًا والأكثر تعقيدًا. ^[4] غالبًا ما تكون الصيغ الرياضية جبرية أو تحليلية أو في شكل مغلق . ^[5]

في سياق عام، غالبًا ما تمثل الصيغ نماذج رياضية لظواهر العالم الحقيقي، وبالتالي يمكن استخدامها لتوفير حلول (أو حلول تقريبية) لمشاكل العالم الحقيقي، حيث تكون بعضها أكثر عمومية من غيرها. على سبيل المثال، الصيغة

${\displaystyle F=ma}$

هو تعبير عن قانون نيوتن الثاني ، ويمكن تطبيقه على مجموعة واسعة من المواقف الفيزيائية. يمكن إنشاء صيغ أخرى، مثل استخدام معادلة منحنى الجيب لنمذجة حركة المد والجزر في الخليج ، لحل مشكلة معينة. ومع ذلك، في جميع الحالات، تشكل الصيغ الأساس للحسابات.

تختلف التعبيرات عن الصيغ بمعنى أنها لا تحتوي عادةً على علاقات مثل المساواة (=) أو عدم المساواة (<). تشير التعبيرات إلى كائن رياضي ، بينما تشير الصيغ إلى بيان حول الكائنات الرياضية. ^{[6] [7] [ مشكوك فيه - ناقش ]} هذا مشابه للغة الطبيعية، حيث تشير عبارة الاسم إلى كائن، وتشير الجملة الكاملة إلى حقيقة. على سبيل المثال، is عبارة، while هي صيغة. ${\displaystyle 8x-5}$${\displaystyle 8x-5\geq 3}$

ومع ذلك، في بعض مجالات الرياضيات، وخاصة في الجبر الحاسوبي ، تُعتبر الصيغ تعبيرات يمكن تقييمها على أنها صحيحة أو خاطئة ، اعتمادًا على القيم المعطاة للمتغيرات التي تحدث في التعبيرات. على سبيل المثال، تأخذ القيمة false إذا تم إعطاء x قيمة أقل من 1، والقيمة true بخلاف ذلك. (انظر التعبير المنطقي ) ${\displaystyle 8x-5\geq 3}$

في المنطق الرياضي ، الصيغة (غالبًا ما يشار إليها باسم الصيغة المصاغة جيدًا ) هي كيان تم إنشاؤه باستخدام رموز وقواعد تكوين لغة منطقية معينة . ^[8] على سبيل المثال، في المنطق من الدرجة الأولى ،

${\displaystyle \لكل x\لكل y(P(f(x))\rightarrow \neg (P(x)\rightarrow Q(f(y)،x،z))))}$

هي صيغة، بشرط أن تكون رمز دالة أحادية، ورمز مسند أحادي، ورمز مسند ثلاثي. ${\displaystyle f}$${\displaystyle P}$${\displaystyle س}$

في الكيمياء الحديثة ، الصيغة الكيميائية هي طريقة للتعبير عن معلومات حول نسب الذرات التي تشكل مركبًا كيميائيًا معينًا ، باستخدام سطر واحد من رموز العناصر الكيميائية والأرقام وأحيانًا رموز أخرى، مثل الأقواس والأقواس المعقوفة وعلامات الجمع (+) والطرح (-). ^[9] على سبيل المثال، H ₂ O هي الصيغة الكيميائية للماء ، والتي تحدد أن كل جزيء يتكون من ذرتين من الهيدروجين (H) وذرة واحدة من الأكسجين (O). وبالمثل، O^-
₃يشير إلى جزيء الأوزون المكون من ثلاث ذرات أكسجين ^[10] وشحنة سالبة صافية .

تحدد الصيغة الكيميائية كل عنصر مكون من خلال رمزه الكيميائي ، وتشير إلى العدد النسبي لذرات كل عنصر.

في الصيغ التجريبية ، تبدأ هذه النسب بعنصر أساسي ثم تحدد أعداد ذرات العناصر الأخرى في المركب - كنسب إلى العنصر الأساسي. بالنسبة للمركبات الجزيئية، يمكن دائمًا التعبير عن أرقام النسبة هذه كأرقام صحيحة. على سبيل المثال، يمكن كتابة الصيغة التجريبية للإيثانول C ₂ H ₆ O، ^[11] لأن جزيئات الإيثانول تحتوي جميعها على ذرتين كربون وست ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. ومع ذلك، لا يمكن كتابة بعض أنواع المركبات الأيونية كصيغ تجريبية تحتوي فقط على الأعداد الصحيحة. ومن الأمثلة على ذلك كربيد البورون ، حيث تكون صيغته CB _n عبارة عن نسبة متغيرة غير عددية صحيحة، حيث يتراوح n من أكثر من 4 إلى أكثر من 6.5.

عندما يتكون المركب الكيميائي للصيغة من جزيئات بسيطة ، تستخدم الصيغ الكيميائية غالبًا طرقًا لاقتراح بنية الجزيء. هناك عدة أنواع من هذه الصيغ، بما في ذلك الصيغ الجزيئية والصيغ المكثفة . تحصي الصيغة الجزيئية عدد الذرات لتعكس تلك الموجودة في الجزيء، بحيث تكون الصيغة الجزيئية للجلوكوز هي C ₆ H ₁₂ O ₆ بدلاً من الصيغة التجريبية للجلوكوز، وهي CH ₂ O. باستثناء المواد البسيطة للغاية، تفتقر الصيغ الكيميائية الجزيئية عمومًا إلى المعلومات البنيوية اللازمة، وقد تكون غامضة في بعض الأحيان.

الصيغة البنيوية هي رسم يوضح موقع كل ذرة، والذرات التي ترتبط بها.

في الحوسبة ، تصف الصيغة عادةً عملية حسابية ، مثل الجمع، يجب إجراؤها على متغير واحد أو أكثر. غالبًا ما يتم توفير الصيغة ضمنيًا في شكل تعليمات كمبيوتر مثل.

درجات مئوية = (5/9)*( درجات فهرنهايت   - 32)

في برنامج جداول البيانات بالكمبيوتر، يمكن كتابة صيغة تشير إلى كيفية حساب قيمة خلية ، على سبيل المثال A3 ، على النحو التالي:

=أ1+أ2

حيث يشير A1 و A2 إلى خلايا أخرى (العمود A أو الصف 1 أو 2) داخل جدول البيانات. هذا اختصار للنموذج "الورقي" A3 = A1+A2 ، حيث يتم حذف A3 ، حسب الاتفاقية، لأن النتيجة يتم تخزينها دائمًا في الخلية نفسها، مما يجعل ذكر الاسم غير ضروري.

تتطلب الصيغ المستخدمة في العلوم دائمًا تقريبًا اختيار الوحدات. ^[12] تُستخدم الصيغ للتعبير عن العلاقات بين كميات مختلفة، مثل درجة الحرارة أو الكتلة أو الشحنة في الفيزياء؛ أو العرض أو الربح أو الطلب في الاقتصاد؛ أو مجموعة واسعة من الكميات الأخرى في التخصصات الأخرى.

من الأمثلة على الصيغ المستخدمة في العلوم صيغة إنتروبيا بولتزمان . في الديناميكا الحرارية الإحصائية ، هي معادلة احتمالية تربط إنتروبيا S للغاز المثالي بالكمية W ، والتي تمثل عدد الحالات الدقيقة المقابلة لحالة كبيرة معينة :

${\displaystyle S=k\cdot \ln W}$

حيث k هو ثابت بولتزمان ، وهو يساوي1.380 649 × 10 ⁻²³  J⋅K ⁻¹ ، و W هو عدد الحالات الدقيقة المتسقة مع الحالة الكلية المعطاة .

• محرر الصيغ
• وحدة الصيغة
• القانون (الرياضيات)
• التدوين الرياضي
• القانون العلمي
• الرمز (العنصر الكيميائي)
• نظرية
• صيغة جيدة التكوين