Kako usporediti veličinu atoma

Kada se uspoređuju atomi s većim objektima - s velikim razlikama u veličini - redovi veličine pokazuju kako kvantificirati razlike u veličini. Redovi veličine omogućuju vam usporedbu približne vrijednosti izuzetno malog predmeta, poput mase ili promjera atoma, s mnogo većim objektom. Red veličine možete odrediti pomoću znanstvenog zapisa kako biste izrazili ta mjerenja i kvantificirali razlike.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Da biste usporedili veličinu velikog atoma s mnogo manjim atomom, redovi veličine omogućuju vam kvantificiranje razlika u veličini. Znanstveni zapisi pomažu vam da izrazite ta mjerenja i dodijelite vrijednost razlikama.

Prosječni promjer atoma je 0,1 do 0,5 nanometara. Jedan metar sadrži 1.000.000.000 nanometara. Manje jedinice, poput centimetara i milimetara, koje se obično koriste za mjerenje malih predmeta koji mogu stati u vašu ruku, i dalje su mnogo veće od nanometra. Da bismo to dalje nosili, u milimetru postoje 1.000.000 nanometara i 10.000.000 nanometara u centimetru. Istraživači ponekad mjere atome u ansgtomima, jedinici koja je jednaka 10 nanometara. Raspon veličina atoma je 1 do 5 angstrema. Jedan angstrom jednak je 1/10 000 000 ili 0,0000000001 m.

Metrički sustav olakšava pretvorbu između jedinica jer se temelji na moćima od 10. Svaka snaga od 10 jednaka je jednom redu veličine. Neke od uobičajenih jedinica za mjerenje duljine ili udaljenosti uključuju:

• Kilometar = 1000 m = 103 m
•  Brojilo = 1 m = 101 m
•  Centimetar = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimetar = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometar = 1 / 1.000.000 m = 0.000001 m = 10-6 m
•  Nanometar = 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

Izrazite ovlasti broja 10 pomoću znanstvenog zapisa, gdje se broj, poput a, pomnoži s 10 podignutim eksponentom, n. Znanstvena notacija koristi eksponencijalne moći broja 10, pri čemu je eksponent cijeli broj koji predstavlja broj nula ili decimalnih mjesta u vrijednosti, kao što su: a x 10n

Eksponent čini velike brojeve s dugim nizom nula ili male brojeve s mnogo decimalnih mjesta mnogo upravljivijim. Nakon što izmjerite dva predmeta izrazito različitih veličina istom jedinicom, izrazite mjerenja u znanstveni zapis kako bi ih bilo lakše usporediti određivanjem reda veličine između njih dvoje brojevi. Izračunajte redoslijed veličina između dvije vrijednosti oduzimajući razliku između njegova dva eksponenta.

Primjerice, promjer zrna soli mjeri 1 mm, a bejzbola 10 cm. Kada se pretvore u metre i izraze u znanstvenom zapisu, možete lako usporediti mjerenja. Zrno soli mjeri 1 x 10^-3 m i dimenzije bejzbola su 1 x 10^-1 m. Oduzimanje -1 od -3 rezultira redom veličine -2. Zrno soli je za dva reda veličine manje od baseballa.

Usporedba veličine atoma s objektima dovoljno velikima da se vide bez mikroskopa zahtijeva mnogo veće redove veličine. Pretpostavimo da usporedite atom promjera 0,1 nm s AAA baterijom veličine 1 cm. Pretvaranjem obje jedinice u metre i pomoću znanstvenog zapisa, mjerenja izrazite kao 10^-10 m i 10^-1 m, odnosno. Da biste pronašli razliku u redoslijedima veličine, od eksponenta -1 oduzmite eksponent -10. Red veličine je -9, pa je promjer atoma za devet redova veličine manji od baterije. Drugim riječima, milijarda atoma mogla bi se poredati preko promjera baterije.

Debljina lista papira je oko 100 000 nanometara ili 105 nm. List papira deblji je od atoma za oko šest redova veličine. U ovom primjeru hrpa od 1.000.000 atoma bila bi iste debljine kao list papira.

Koristeći aluminij kao specifični primjer, atom aluminija ima promjer oko 0,18 nm u usporedbi s novčanicom koja ima promjer oko 18 mm. Promjer dimetara je osam redova veličine veći od atoma aluminija.

Za perspektivu usporedite mase dvaju predmeta koji se mogu promatrati bez mikroskopa, a razdvojeni su i s nekoliko reda veličine, poput mase plavog kita i medonosne pčele. Plavi kit težak je oko 100 metričkih tona, odnosno 10⁸ grama. Pčela je teška oko 100 mg ili 10^-1 g. Kit je devet redova veličine masivniji od medonosne pčele. Milijarda medonosnih pčela ima približno istu masu kao jedan plavi kit.