Meget af det, der er omkring dig, går langt ud over dine sansers evne til at se eller bevidst detektere. Dette refererer ikke så meget til det rige mikrobielle liv, der findes næsten overalt på Jorden, men til hvad der er i luften omkring dig, eller mere til det punkt, hvad er luften omkring dig.
Luft består af molekyler, eller grupper af individuelle atomer, der repræsenterer forskellige elementer. De fleste af disse er sandsynligvis velkendte for dig: ilt, carbondioxid, metan og vanddamp.
Ud over disse elektrisk neutrale molekyler, der flyder omkring, er molekyler, der bærer en netto positiv eller negativ elektrostatisk ladning. Disse kaldes ioner, og det kan være praktisk at have en iontester ved hånden for især at måle negative ioner; et dagligt eksempel er en husrøgdetektor.
Hvad er ioner?
Individuelle atomer består af protoner, som har en +1 afgift; neutroner, som ikke har noget gebyr og elektroner, som har -1 opladning. Antallet af protoner bestemmer elementet, eller atom, type og er normalt omtrent lig med neutrontal. Disse små partikler vejer omtrent det samme og ligger i atomets centrum, hvorimod elektroner i det væsentlige er masseløse og "kredser" om centrum som planeter omkring solen.
Et ladet molekyle bestående af forskellige atomer (for eksempel HCO3-) kaldes også en ion, selvom kun et af atomerne er ansvarlig for nettoladningen. Et molekyle, der bærer en positiv ladning, kaldes en kation, hvorimod en negativt ladet ion er kendt som en anion. Ioner skyldes et atoms "indsats" for at have nøjagtigt otte valens- eller potentielt delbare elektroner i dets yderste orbitallag.
Enhver proces, der resulterer i, at en given type elektrisk neutralt molekyle (for eksempel Cl) får en elektron er en negativ iongenerator, fordi processen skaber negativt ladede ioner (i dette tilfælde Cl-).
Air Ion Meter
Det kan være en god idé at kende mængden af negativt ladede ioner (anioner), der lyner rundt i dit miljø på grund af information dette kan give om sammensætningen af miljøet, fx om det er sikkert for mennesker og dyr. En luftionmåler kan udføre denne opgave.
Disse enheder består normalt af to cylindriske kondensatorer, den ene inden i den anden. EN kondensator er simpelthen en komponent i et elektrisk kredsløb, der kan lagre ladning (i form af elektroner). Det er relateret til kredsløbet ved forholdet Q = CV, hvor Q er den samlede ladning, og V er spændingen eller den elektriske potentialeforskel.
En luftionmåler, ladningerne på de to cylindriske plader skaber et elektrisk felt imellem. Når en negativ ion kommer ind i systemet, afbøjes den mod centerkondensatoren i retning af det elektriske felt og tælles, når den rammer en elektrode der.
Negative ioner i solsystemet
En af grundene til at måle mængden og strømmen af ioner i miljøet er, at den resulterende information kan afsløre en hel del om dette miljøs historie. Hvis du taler om et værelse inde i dine forældres familiehjem, er det normalt ikke en big deal.
Men det kan være, hvis du i stedet tager fat på det ydre rum.
Koncentrationen af ioner, negativ og positiv, kan tjene en palette med nyttige data om oprindelsen af himmellegemer, såsom stjerner, planeter og kometer, med andre objekter i det ydre rum. Menneskelige forskere kan bruge et instrument kaldet a plasmaspektrometer at sammenligne niveauet af negative ioner (fx helium, argon, kulstof og andre) med dem i Jordens egne miljø og foreslå konklusioner om de respektive "fødsler" af objekter som månen, planeterne og asteroider.