Kuinka vertailla atomin kokoa

Verrattaessa atomeja suurempiin esineisiin - suurilla kooneroilla - suuruusjärjestykset osoittavat, kuinka koonerot voidaan mitata. Suuruusluokkien avulla voit verrata erittäin pienen kohteen, kuten atomin massa tai halkaisija, likimääräistä arvoa paljon suurempaan esineeseen. Voit määrittää suuruusluokan käyttämällä tieteellisiä merkintöjä näiden mittausten ilmaisemiseksi ja erojen kvantifioimiseksi.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Jos haluat verrata suuren atomin kokoa paljon pienempään atomiin, suuruusluokkien avulla voit kvantifioida kokoerot. Tieteelliset merkinnät auttavat sinua ilmaisemaan nämä mittaukset ja antamaan arvon eroille.

Atomin keskimääräinen halkaisija on 0,1 - 0,5 nanometriä. Yksi mittari sisältää 1 000 000 000 nanometriä. Pienemmät yksiköt, kuten senttimetrit ja millimetrit, joita käytetään tyypillisesti mittaamaan pieniä esineitä, jotka mahtuvat käteen, ovat silti paljon suurempia kuin nanometri. Tämän kuljettamiseksi edelleen on 1 000 000 nanometriä millimetrissä ja 10 000 000 nanometriä senttimetrissä. Tutkijat mittaavat joskus atomeja ansgtomeissa, yksikkö, joka on yhtä suuri kuin 10 nanometriä. Atomien kokoalue on 1–5 angströmiä. Yksi angströmi on yhtä suuri kuin 1/10 000 000 tai 0,0000000001 m.

Metrinen järjestelmä helpottaa muuntamista yksiköiden välillä, koska se perustuu 10: n voimiin. Jokainen 10: n teho on yhtä suuruusluokkaa. Joitakin yleisimpiä yksiköitä pituuden tai etäisyyden mittaamiseksi ovat:

• Kilometri = 1000 m = 103 m
•  Mittari = 1 m = 101 m
•  Senttimetri = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Millimetri = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometri = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanometri = 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

Ilmaise 10: n tehot tieteellisin merkinnöin, joissa luku, kuten a, kerrotaan eksponentilla n korotetulla 10: llä. Tieteellisessä merkinnässä käytetään 10: n eksponenttivoimia, joissa eksponentti on kokonaisluku, joka edustaa nollien tai desimaalien määrää arvossa, kuten: a x 10n

Eksponentti tekee suurista luvuista, joissa on pitkä nollasarja tai pienet numerot, joissa on useita desimaaleja, paljon helpommin hallittavissa. Kun olet mitannut kaksi huomattavan erikokoista objektia samalla yksiköllä, ilmaise mittaukset tieteellinen merkintätapa, jotta niiden vertailu olisi helpompaa määrittämällä näiden kahden välinen suuruusluokka numerot. Laske kahden arvon välinen suuruusluokka vähentämällä sen kahden eksponentin välinen ero.

Esimerkiksi suolarakeen halkaisija on 1 mm ja pesäpallon 10 cm. Mittareiksi muunnettuna ja ilmaistuna tieteellisessä merkinnässä voit helposti verrata mittauksia. Suolan koko on 1 x 10^-3 m ja pesäpallon koko on 1 x 10^-1 m. Vähentämällä -1 arvosta -3 saadaan suuruusluokka -2. Suolarake on kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin baseball.

Atomin koon vertaaminen esineisiin, jotka ovat riittävän suuria nähdäksesi ilman mikroskooppia, vaatii paljon suurempia suuruusluokkia. Oletetaan, että verrataan atomia, jonka halkaisija on 0,1 nm, AAA-kokoiseen paristoon, jonka halkaisija on 1 cm. Muunna molemmat yksiköt metreiksi ja käyttämällä tieteellisiä merkintöjä, ilmaise mittaukset arvona 10^-10 m ja 10^-1 m, vastaavasti. Löydä ero suuruusluokissa vähentämällä eksponentti -10 eksponentista -1. Suuruusluokka on -9, joten atomin halkaisija on yhdeksän suuruusluokkaa pienempi kuin akku. Toisin sanoen miljardi atomia voisi olla rivissä akun halkaisijan poikki.

Paperiarkin paksuus on noin 100 000 nanometriä tai 105 nm. Paperiarkki on noin kuusi suuruusluokkaa paksumpi kuin atomi. Tässä esimerkissä 1 000 000 atomin pino olisi sama paksuus kuin paperiarkki.

Käyttämällä alumiinia erityisenä esimerkkinä alumiiniatomin halkaisija on noin 0,18 nm verrattuna dimeen, jonka halkaisija on noin 18 mm. Dimetin halkaisija on kahdeksan suuruusluokkaa suurempi kuin alumiiniatomi.

Näkökulmasta vertaile kahden sellaisen kohteen massaa, joka voidaan havaita ilman mikroskooppia ja jotka on myös erotettu useilla suuruusluokilla, kuten sinivalaan ja mehiläisen massa. Sinivalas painaa noin 100 tonnia eli 10⁸ grammaa. Mehiläisen paino on noin 100 mg tai 10^-1 g. Valas on yhdeksän suuruusluokkaa massiivisempi kuin mehiläinen. Miljardilla mehiläisillä on suunnilleen sama massa kuin yhdellä sinivalasella.