Suur osa ümbritsevast on kaugelt üle mõistuse võime näha või teadlikult avastada. See ei viita mitte niivõrd rikkale mikroobielule, mis eksisteerib praktiliselt kõikjal Maa peal, vaid ka sellele, mis on teie ümber õhus, või täpsemalt, mis on õhk sinu ümber.
Õhk koosneb molekulid, või erinevaid elemente esindavad üksikute aatomite rühmad. Enamik neist on teile ilmselt tuttavad: hapnik, süsinikdioksiid, metaan ja veeaur.
Lisaks nendele ujuvatele elektriliselt neutraalsetele molekulidele on molekulid, millel on positiivne või negatiivne netostaatiline elektrilaeng. Neid nimetatakse ioonidja see võib olla mugav, kui käes on ioonide tester, et mõõta eelkõige negatiivseid ioone; üks igapäevane näide on leibkonna suitsuandur.
Mis on ioonid?
Individuaalsed aatomid koosnevad prootonid, millel on +1 laadimine; neutronid, millel pole tasu; ja elektronid, millel on -1 laadimine. Prootonite arv määrab elemendivõi aatom, tüüp ja on tavaliselt umbes võrdne neutronite arvuga. Need pisikesed osakesed kaaluvad umbes sama ja asuvad aatomi keskmes, samas kui elektronid on sisuliselt massideta ja "tiirlevad" keskpunkti nagu planeedid ümber päikese.
Laetud molekul, mis koosneb erinevatest aatomitest (näiteks HCO3-) nimetatakse ka iooniks, kuigi netolaengu eest vastutab ainult üks aatomitest. Positiivset laengut kandvat molekuli nimetatakse a katioon, samas kui negatiivselt laetud iooni tuntakse kui anioon. Ioonid tulenevad aatomi "püüdest" saada kõige kaheksa valentsiga või potentsiaalselt jagatavat elektroni selle välimisse orbiidikihti.
Mis tahes protsess, mille tulemuseks on teatud tüüpi elektriliselt neutraalne molekul (näiteks Cl), omandab elektron on negatiivsete ioonide generaator, kuna see protsess loob negatiivselt laetud ioone (antud juhul Cl-).
Õhu ioonmõõtur
Võiksite teada, kui palju negatiivselt laetud ioone (anioone) teie keskkonnas kokku tõmbub teave, mida see võib anda keskkonna koostise kohta, nt kas see on inimestele ohutu ja loomad. Õhu ioonmõõtur suudab seda ülesannet täita.
Need seadmed koosnevad tavaliselt kahest silindrilisest kondensaatorid, üks teise sees. A kondensaator on lihtsalt elektriskeemi komponent, mis suudab salvestada laengut (elektronide kujul). Vooluringiga on see seotud suhte kaudu Q = CV, kus Q on kogu laeng ja V on pinge või elektrilise potentsiaalide vahe.
Õhuioonimeeter, kahe silindrilise plaadi laengud tekitavad nende vahel elektrivälja. Kui süsteemi siseneb negatiivne ioon, suunatakse see elektrivälja suunaga keskkondensaatori poole ja loendatakse, kui see seal elektroodi lööb.
Negatiivsed ioonid Päikesesüsteemis
Üks ioonide hulga ja voo mõõtmise põhjustest keskkonnas on see, et saadud teave võib paljuski paljastada selle keskkonna ajaloo. Kui räägite toast vanemate perekodus, pole see tavaliselt suurem asi.
Kuid see võib juhtuda, kui kasutate selle asemel kosmoset.
Negatiivsete ja positiivsete ioonide kontsentratsioon võib teenida paletti kasulikke andmeid taevakehade, näiteks tähtede, planeetide ja komeetide päritolu kohta koos teiste kosmoses olevate objektidega. Inimteadlased saavad kasutada instrumenti nimega a plasma spektromeeter võrrelda negatiivsete ioonide (nt heelium, argoon, süsinik jt) taset Maa enda omadega ja teha järeldusi objektide, nagu kuu, planeedid ja asteroidid.
