Kuidas võrrelda aatomi suurust

Kui võrrelda aatomeid suuremate objektidega - suurte erinevustega - näitavad suurusjärgud, kuidas suuruse erinevusi kvantifitseerida. Suurusjärjestused võimaldavad võrrelda üliväikese objekti, näiteks aatomi massi või läbimõõdu, ligikaudset väärtust palju suurema objektiga. Nende mõõtmete väljendamiseks ja erinevuste kvantifitseerimiseks saate määrata suurusjärgu, kasutades teaduslikke noote.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Suure aatomi suuruse ja palju väiksema aatomi võrdlemiseks võimaldavad suurusjärgud suuruse erinevusi kvantifitseerida. Teaduslikud märkused aitavad teil neid mõõtmisi väljendada ja erinevustele väärtuse omistada.

Aatomi keskmine läbimõõt on 0,1 kuni 0,5 nanomeetrit. Üks arvesti sisaldab 1 000 000 000 nanomeetrit. Väiksemad ühikud, näiteks sentimeetrid ja millimeetrid, mida tavaliselt kasutatakse teie käes olevate väikeste objektide mõõtmiseks, on siiski palju suuremad kui nanomeeter. Selle edasiviimiseks on millimeetris 1 000 000 ja sentimeetris 10 000 000 nanomeetrit. Teadlased mõõdavad mõnikord aatomeid ansgtomides, ühikus, mis võrdub 10 nanomeetriga. Aatomite suuruste vahemik on 1 kuni 5 angströmi. Üks angström võrdub 1/10 000 000 või 0,0000000001 m.

Meetriline süsteem muudab ühikute vahelise teisendamise lihtsaks, kuna see põhineb 10-l. Iga väärtus 10 on võrdne ühe suurusjärguga. Mõned kõige tavalisemad pikkuse või vahemaa mõõtmise ühikud hõlmavad järgmist:

• Kilomeeter = 1000 m = 103 m
•  Mõõtur = 1 m = 101 m
•  Sentimeeter = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Millimeeter = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikromeeter = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10–6 m
•  Nanomeeter = 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

Väljenda kümnendvõimsust 10, kasutades teaduslikke noote, kus arv, näiteks a, korrutatakse kümnega, mida tõstetakse eksponendiga n. Teaduslik tähistamine kasutab 10 eksponentsiaaljõude, kus eksponent on täisarv, mis tähistab väärtuste nullide või kümnendkohtade arvu, näiteks: a x 10n

Eksponent muudab pika pikkade seeriatega suured arvud või paljude kümnendkohtadega väikesed numbrid palju paremini hallatavaks. Pärast kahe tohutult erineva suurusega objekti mõõtmist sama ühikuga väljendage mõõtmised teaduslik tähistamine nende võrdlemise hõlbustamiseks, määrates nende kahe suurusjärgu numbrid. Arvutage kahe väärtuse suurusjärk, lahutades selle kahe eksponendi vahe.

Näiteks soolatera läbimõõt on 1 mm ja pesapalli läbimõõt 10 cm. Mõõturitesse ümberarvutatuna ja teaduslikult väljendatuna saate mõõtmisi hõlpsalt võrrelda. Soolatera suurus on 1 x 10^-3 m ja pesapalli mõõdud on 1 x 10^-1 m. -3 lahutades tulemuseks on suurusjärk -2. Soolatera on pesapallist kaks suurusjärku väiksem.

Aatomi suuruse võrdlemine objektidega, mis on piisavalt suured, et ilma mikroskoobita näha, nõuab palju suuremaid suurusjärke. Oletame, et võrdlete 0,1 nm läbimõõduga aatomit AAA suurusega patareiga, mille läbimõõt on 1 cm. Mõlemate mõõtühikute teisendamiseks meetriteks ja teaduslike märkuste abil väljendage mõõtmisi 10-na^-10 m ja 10^-1 vastavalt m. Suurusjärjestuste erinevuse leidmiseks lahutage astendist -1 eksponent -10. Suurusjärk on -9, seega on aatomi läbimõõt patareist üheksa suurusjärku väiksem. Teisisõnu võiks terve patarei läbimõõduga joonduda miljard aatomit.

Paberilehe paksus on umbes 100 000 nanomeetrit ehk 105 nm. Paberileht on umbes kuus suurusjärku paksem kui aatom. Selles näites oleks 1 000 000 aatomiga virn sama paks kui paberileht.

Kasutades konkreetse näitena alumiiniumi, on alumiiniumi aatomi läbimõõt umbes 0,18 nm, võrreldes läbimõõduga, mille läbimõõt on umbes 18 mm. Dime läbimõõt on kaheksa suurusjärku suurem kui alumiiniumi aatom.

Perspektiiviks võrrelge kahe objekti massi, mida saab jälgida ilma mikroskoobita ja mis on samuti eraldatud mitme suurusjärgu võrra, näiteks sinivaala ja meemesilase mass. Sinivaal kaalub umbes 100 tonni ehk 10 tonni⁸ grammi. Mesilane kaalub umbes 100 mg ehk 10^-1 g. Vaal on mesilastest üheksa suurusjärku massiivsem. Miljardil mesilastel on umbes sama mass kui ühel sinivaalal.