Vieles von dem, was Sie umgibt, übersteigt die Fähigkeit Ihrer Sinne, sie zu sehen oder bewusst wahrzunehmen. Dies bezieht sich nicht so sehr auf das reiche mikrobielle Leben, das praktisch überall auf der Erde existiert, sondern auf das, was in der Luft um Sie herum ist, oder genauer gesagt, was ist die Luft um dich herum.
Luft besteht aus Moleküle, oder Gruppen einzelner Atome, die verschiedene Elemente darstellen. Die meisten davon sind Ihnen wahrscheinlich bekannt: Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf.
Außer diesen elektrisch neutralen Molekülen schweben auch Moleküle, die eine positive oder negative elektrostatische Nettoladung tragen. Diese nennt man Ionen, und es kann praktisch sein, einen Ionentester zur Hand zu haben, um insbesondere negative Ionen zu messen; Ein alltägliches Beispiel ist ein Haushaltsrauchmelder.
Was sind Ionen?
Einzelne Atome bestehen aus Protonen, die eine Ladung von +1 haben; Neutronen, die keine Gebühr haben; und Elektronen, die eine Ladung von -1 haben. Die Anzahl der Protonen
bestimmt das Element, oder Atom, Typ und ist normalerweise ungefähr gleich der Neutronenzahl. Diese winzigen Teilchen wiegen ungefähr gleich und liegen im Zentrum des Atoms, während Elektronen im Wesentlichen masselos sind und das Zentrum wie Planeten um die Sonne "umkreisen".Ein geladenes Molekül, das aus verschiedenen Atomen besteht (z. B. HCO3-) wird auch als Ion bezeichnet, obwohl nur eines der Atome für die Nettoladung verantwortlich ist. Ein positiv geladenes Molekül heißt a Kation, während ein negativ geladenes Ion als an. bekannt ist Anion. Ionen resultieren aus der "Anstrengung" eines Atoms, genau acht Valenzelektronen oder potenziell teilbare Elektronen in seiner äußersten Orbitalschicht zu haben.
Jeder Prozess, der dazu führt, dass ein bestimmter Typ eines elektrisch neutralen Moleküls (z. B. Cl) an Elektron ist ein negativer Ionengenerator, weil dieser Prozess negativ geladene Ionen erzeugt (in diesem Fall Cl-).
Das Luftionenmessgerät
Vielleicht möchten Sie wissen, wie viele negativ geladene Ionen (Anionen) in Ihrer Umgebung herumschwirren, weil Informationen über die Zusammensetzung der Umwelt, z. B. ob sie für den Menschen sicher ist und Tiere. Ein Luftionenmeter kann diese Aufgabe erfüllen.
Diese Geräte bestehen in der Regel aus zwei zylindrischen Kondensatoren, einer in den anderen. EIN Kondensator ist einfach eine Komponente innerhalb eines Stromkreises, die Ladung (in Form von Elektronen) speichern kann. Es ist mit der Schaltung durch die Beziehung Q = Lebenslauf, wobei Q die Gesamtladung und V die Spannung oder die elektrische Potentialdifferenz ist.
Bei einem Luftionenmeter erzeugen die Ladungen auf den beiden zylindrischen Platten ein elektrisches Feld dazwischen. Wenn ein negatives Ion in das System eindringt, wird es durch die Richtung des elektrischen Feldes in Richtung des mittleren Kondensators abgelenkt und beim Auftreffen auf eine Elektrode dort gezählt.
Negative Ionen im Sonnensystem
Einer der Gründe für die Messung der Menge und des Flusses von Ionen in der Umgebung ist, dass die resultierenden Informationen viel über die Geschichte dieser Umgebung aussagen können. Wenn Sie von einem Zimmer im Haus Ihrer Eltern sprechen, ist das normalerweise keine große Sache.
Aber es kann sein, wenn Sie stattdessen den Weltraum erkunden.
Die Konzentration von Ionen, negativ und positiv, kann eine Palette nützlicher Daten über den Ursprung von Himmelskörpern wie Sternen, Planeten und Kometen mit anderen Objekten im Weltraum liefern. Humanwissenschaftler können ein Instrument namens a. verwenden Plasmaspektrometer um den Gehalt an negativen Ionen (z. B. Helium, Argon, Kohlenstoff und andere) mit denen der Erde zu vergleichen Umwelt und schlagen Rückschlüsse auf die jeweiligen "Geburten" von Objekten wie Mond, Planeten und Asteroiden.