Голяма част от това, което е около вас, далеч надхвърля способността на вашите сетива да виждат или съзнателно да откриват. Това се отнася не толкова до богатия микробен живот, който съществува практически навсякъде на Земята, а до това, което е във въздуха около вас, или по-скоро до това, какво е въздухът около теб.
Въздухът се състои от молекули, или групи от отделни атоми, представляващи различни елементи. Повечето от тях вероятно са ви познати: кислород, въглероден двуокис, метан и водни пари.
В допълнение към тези електрически неутрални молекули, които се носят, има молекули, които носят нетен положителен или отрицателен електростатичен заряд. Те се наричат йони, и може да е удобно да имате йонен тестер под ръка, за да измерите по-специално отрицателните йони; един ежедневен пример е битов детектор за дим.
Какво представляват йоните?
Отделните атоми се състоят от протони, които имат +1 такса; неутрони, които нямат такса; и електрони, които имат -1 заряд. Броят на протоните определя елемента
Заредена молекула, състояща се от различни атоми (да речем, HCO3-) се нарича още йон, въпреки че само един от атомите е отговорен за нетния заряд. Молекула, носеща положителен заряд, се нарича a катион, докато отрицателно зареденият йон е известен като анион. Йоните са резултат от „усилието“ на атома да има точно осем валентни или потенциално споделени електрона в най-външния му орбитален слой.
Всеки процес, в резултат на който даден тип електрически неутрална молекула (например Cl) придобива електрон е отрицателен генератор на йони, тъй като този процес създава отрицателно заредени йони (в този случай, Cl-).
Измервател на йони за въздух
Може да искате да знаете количеството на отрицателно заредени йони (аниони), ципиращи във вашата среда поради информация, която може да предостави за състава на околната среда, напр. дали е безопасна за хората и животни. Измервател на въздушни йони може да изпълни тази задача.
Тези устройства обикновено се състоят от две цилиндрични кондензатори, едно в друго. A кондензатор е просто компонент в електрическа верига, който може да съхранява заряд (под формата на електрони). Той е свързан с веригата от връзката Q = CV, където Q е общият заряд, а V е напрежението или разликата в електрическия потенциал.
Измервател на въздушни йони, зарядите на двете цилиндрични плочи създават електрическо поле между тях. Когато отрицателен йон влезе в системата, той се отклонява към централния кондензатор от посоката на електрическото поле и се брои, когато удари там електрод.
Отрицателни йони в Слънчевата система
Една от причините за измерване на количеството и потока на йони в околната среда е, че получената информация може да разкрие много за историята на тази среда. Ако говорите за стая в семейния дом на родителите ви, това обикновено не е голяма работа.
Но може да бъде, ако вместо това се занимавате с космическото пространство.
Концентрацията на йони, отрицателни и положителни, може да послужи на палитра от полезни данни за произхода на небесните тела, като звезди, планети и комети, с други обекти в космоса. Човешките учени могат да използват инструмент, наречен a плазмен спектрометър за сравняване на нивото на отрицателните йони (напр. хелий, аргон, въглерод и други) с тези на собствените на Земята околната среда и да предложи заключения относно съответните "раждания" на обекти като Луната, планетите и астероиди.
