Jak porovnat velikost atomu

Při porovnávání atomů s většími objekty - s velkými rozdíly ve velikosti - ukazují řádové řády, jak kvantifikovat rozdíly ve velikosti. Řádové řády vám umožňují porovnat přibližnou hodnotu extrémně malého objektu, jako je hmotnost nebo průměr atomu, s mnohem větším objektem. Pořadí těchto hodnot můžete určit pomocí vědecké notace k vyjádření těchto měření a kvantifikaci rozdílů.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Chcete-li porovnat velikost velkého atomu s mnohem menším atomem, řádově vám umožňují kvantifikovat rozdíly ve velikosti. Vědecké notace vám pomohou vyjádřit tato měření a přiřadit hodnotu rozdílům.

Průměrný průměr atomu je 0,1 až 0,5 nanometrů. Jeden metr obsahuje 1 000 000 000 nanometrů. Menší jednotky, jako jsou centimetry a milimetry, které se obvykle používají k měření malých předmětů, které se vám vejdou do ruky, jsou stále mnohem větší než nanometr. Abychom to mohli dále přenášet, existuje 1 000 000 nanometrů v milimetru a 10 000 000 nanometrů v centimetru. Vědci někdy měří atomy v ansgtomech, což je jednotka, která se rovná 10 nanometrů. Rozsah velikostí atomů je 1 až 5 angstromů. Jeden angstrom se rovná 1/10 000 000 nebo 0,0000000001 m.

Metrický systém usnadňuje převod mezi jednotkami, protože je založen na mocninách 10. Každá síla 10 se rovná jednomu řádu. Některé z běžnějších jednotek pro měření délky nebo vzdálenosti zahrnují:

• Kilometr = 1000 m = 103 m
•  Metr = 1 m = 101 m
•  Centimetr = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimetr = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometr = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanometr = 1/1 000 000 000 m = 0,000000001 m = 10-9 m
•  Angstrom = 1/10 000 000 000 m = 0,00000000001 m = 10–10 m

Expresní mocniny 10 pomocí vědecké notace, kde se číslo, například a, vynásobí 10 zvýšeným exponentem, n. Vědecká notace používá exponenciální mocniny 10, kde exponent je celé číslo, které představuje počet nul nebo desetinných míst v hodnotě, například: a x 10n

Díky exponentu lze mnohem lépe zvládat velká čísla se zdlouhavou řadou nul nebo malá čísla s mnoha desetinnými místy. Po změření dvou objektů o velmi různých velikostech se stejnou jednotkou vyjádřete měření vědecký zápis, který usnadňuje jejich porovnávání určením řádu mezi nimi čísla. Vypočítejte řád mezi dvěma hodnotami odečtením rozdílu mezi jeho dvěma exponenty.

Například průměr zrnka soli měří 1 mm a baseballu měří 10 cm. Po přepočtu na metry a vyjádření vědeckou notací můžete snadno porovnat měření. Zrnko soli měří 1 x 10^-3 ma baseball měří 1 x 10^-1 m. Odečtení -1 od -3 vede k řádu -2. Zrnko soli je o dva řády menší než baseball.

Porovnání velikosti atomu s objekty dostatečně velkými na to, aby bylo možné je vidět bez mikroskopu, vyžaduje mnohem větší řády. Předpokládejme, že porovnáte atom o průměru 0,1 nm s velikostí baterie AAA o průměru 1 cm. Převedením obou jednotek na metry a pomocí vědecké notace vyjádřete měření jako 10^-10 ma 10^-1 m, resp. Chcete-li najít rozdíl v řádech, odečtěte exponent -10 od exponentu -1. Řád je -9, takže průměr atomu je o devět řádů menší než baterie. Jinými slovy, jedna miliarda atomů by se mohla srovnat napříč průměrem baterie.

Tloušťka listu papíru je asi 100 000 nanometrů nebo 105 nm. List papíru je asi o šest řádů silnější než atom. V tomto příkladu by stoh 1 000 000 atomů měl stejnou tloušťku jako list papíru.

Použitím hliníku jako konkrétního příkladu má atom hliníku průměr asi 0,18 nm ve srovnání s desetníkem, který má průměr asi 18 mm. Průměr desetníku je o osm řádů větší než atom hliníku.

Pro perspektivu porovnejte masy dvou objektů, které lze pozorovat bez mikroskopu a jsou také odděleny několika řády, například hmotou modré velryby a včely medonosné. Modrá velryba váží asi 100 tun, neboli 10⁸ gramů. Včela váží asi 100 mg neboli 10^-1 G. Velryba je o devět řádů masivnější než včela. Jedna miliarda včel má přibližně stejnou hmotnost jako jedna modrá velryba.