Πολλά από τα γύρω σας είναι πολύ πιο πέρα από την ικανότητα των αισθήσεών σας να βλέπουν ή να εντοπίζουν συνειδητά. Αυτό δεν αναφέρεται τόσο στην πλούσια μικροβιακή ζωή που υπάρχει σχεδόν παντού στη Γη, αλλά σε ό, τι υπάρχει στον αέρα γύρω σας, ή περισσότερο στο σημείο, τι είναι ο αέρας γύρω σου.
Ο αέρας αποτελείται από μόρια, ή ομάδες μεμονωμένων ατόμων που αντιπροσωπεύουν διαφορετικά στοιχεία. Τα περισσότερα από αυτά είναι πιθανώς γνωστά σε εσάς: οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και υδρατμούς.
Εκτός από αυτά τα ηλεκτρικά ουδέτερα μόρια που επιπλέουν είναι μόρια που φέρουν καθαρό θετικό ή αρνητικό ηλεκτροστατικό φορτίο. Αυτά ονομάζονται ιόντα, και μπορεί να είναι βολικό να έχετε έναν ελεγκτή ιόντων στο χέρι για να μετρήσετε ιδιαίτερα τα αρνητικά ιόντα. Ένα καθημερινό παράδειγμα είναι ένας ανιχνευτής καπνού οικιακής χρήσης.
Τι είναι τα ιόντα;
Τα μεμονωμένα άτομα αποτελούνται από πρωτόνια, που έχουν χρέωση +1. νετρόνια, που δεν έχουν καμία χρέωση · και ηλεκτρόνια, με χρέωση -1. Ο αριθμός των πρωτονίων
καθορίζει το στοιχείο, ή άτομο, τύπος και συνήθως είναι περίπου ίσος με τον αριθμό νετρονίων. Αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια ζυγίζουν περίπου το ίδιο και βρίσκονται στο κέντρο του ατόμου, ενώ τα ηλεκτρόνια είναι ουσιαστικά μαζικά και «περιστρέφονται» στο κέντρο σαν πλανήτες γύρω από τον ήλιο.Ένα φορτισμένο μόριο που αποτελείται από διαφορετικά άτομα (ας πούμε, HCO3-) ονομάζεται επίσης ιόν, παρόλο που μόνο ένα από τα άτομα είναι υπεύθυνο για το καθαρό φορτίο. Ένα μόριο που φέρει θετικό φορτίο ονομάζεται a κατιόν, ενώ ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν είναι γνωστό ως ανιόν. Τα ιόντα προκύπτουν από την "προσπάθεια" ενός ατόμου να έχει ακριβώς οκτώ σθένους, ή δυνητικά κοινόχρηστα, ηλεκτρόνια στην εξώτατη τροχιακή του στρώση.
Οποιαδήποτε διαδικασία που έχει ως αποτέλεσμα έναν δεδομένο τύπο ηλεκτρικά ουδέτερου μορίου (για παράδειγμα, Cl) να κερδίζει ένα Το ηλεκτρόνιο είναι μια γεννήτρια αρνητικών ιόντων επειδή αυτή η διαδικασία δημιουργεί αρνητικά φορτισμένα ιόντα (στην περίπτωση αυτή, Κλ-).
Ο μετρητής ιόντων αέρα
Ίσως θελήσετε να μάθετε την ποσότητα των αρνητικά φορτισμένων ιόντων (ανιόντων) που φερμουάρ στο περιβάλλον σας λόγω πληροφορίες που μπορεί να παρέχει σχετικά με τη σύνθεση του περιβάλλοντος, π.χ. εάν είναι ασφαλές για τον άνθρωπο και των ζώων. Ένας μετρητής ιόντων αέρα μπορεί να ολοκληρώσει αυτό το έργο.
Αυτές οι συσκευές αποτελούνται συνήθως από δύο κυλινδρικά πυκνωτές, το ένα μέσα στο άλλο. ΕΝΑ πυκνωτής είναι απλά ένα εξάρτημα μέσα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που μπορεί να αποθηκεύσει φόρτιση (με τη μορφή ηλεκτρονίων). Έχει σχέση με το κύκλωμα από τη σχέση Q = βιογραφικό, όπου Q είναι το συνολικό φορτίο και V είναι η διαφορά τάσης ή ηλεκτρικού δυναμικού.
Με έναν μετρητή ιόντων αέρα, τα φορτία στις δύο κυλινδρικές πλάκες δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ. Όταν ένα αρνητικό ιόν εισέρχεται στο σύστημα, εκτρέπεται προς τον κεντρικό πυκνωτή από την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου και μετράται καθώς χτυπά ένα ηλεκτρόδιο εκεί.
Αρνητικά ιόντα στο ηλιακό σύστημα
Ένας από τους λόγους για τη μέτρηση της ποσότητας και της ροής των ιόντων στο περιβάλλον είναι ότι οι προκύπτουσες πληροφορίες μπορούν να αποκαλύψουν πολλά για την ιστορία αυτού του περιβάλλοντος. Εάν μιλάτε για ένα δωμάτιο μέσα στο οικογενειακό σπίτι των γονιών σας, αυτό δεν είναι συνήθως μεγάλη υπόθεση.
Αλλά μπορεί να είναι εάν παίρνετε το διάστημα εκτός αυτού.
Η συγκέντρωση ιόντων, αρνητική και θετική, μπορεί να εξυπηρετήσει μια παλέτα χρήσιμων δεδομένων σχετικά με την προέλευση των ουράνιων σωμάτων, όπως αστέρια, πλανήτες και κομήτες, με άλλα αντικείμενα στο διάστημα. Οι ανθρώπινοι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα όργανο που ονομάζεται α φασματόμετρο πλάσματος να συγκρίνουμε το επίπεδο των αρνητικών ιόντων (π.χ. ήλιο, αργόν, άνθρακα και άλλα) με εκείνα της Γης περιβάλλον και να προτείνει συμπεράσματα σχετικά με τις αντίστοιχες "γεννήσεις" αντικειμένων όπως το φεγγάρι, οι πλανήτες και αστεροειδείς.