Hogyan lehet összehasonlítani az atom méretét

Ha az atomokat nagyobb objektumokkal hasonlítjuk össze - nagymértékű eltérésekkel -, a nagyságrendek megmutatják, hogyan lehet számszerűsíteni a méretbeli különbségeket. A nagyságrendek lehetővé teszik egy rendkívül kicsi tárgy, például egy atom tömegének vagy átmérőjének hozzávetőleges értékének összehasonlítását egy sokkal nagyobb tárggyal. Ezeknek a méréseknek a kifejezése és a különbségek számszerűsítése tudományos megjegyzéssel határozhatja meg a nagyságrendet.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A nagyméretű atomok és egy sokkal kisebb atomok összehasonlításához a nagyságrendek lehetővé teszik a méretbeli különbségek számszerűsítését. A tudományos jelölések segítenek kifejezni ezeket a méréseket és értéket rendelni a különbségekhez.

Az atom átlagos átmérője 0,1-0,5 nanométer. Egy mérő 1 000 000 000 nanométert tartalmaz. A kisebb egységek, például a centiméterek és a milliméterek, amelyeket általában a kezedbe illő kis tárgyak mérésére használnak, még mindig sokkal nagyobbak, mint egy nanométer. Ennek továbbviteléhez 1 000 000 nanométer van milliméterben és 10 000 000 nanométer centiméterben. A kutatók időnként atomokat mérnek ansgtomban, egységben, amely egyenlő 10 nanométerrel. Az atomok mérettartománya 1–5 angström. Egy angströmp 1/10 000 000 vagy 0,0000000001 m.

A metrikus rendszer megkönnyíti az egységek közötti átalakítást, mert 10-es hatványokon alapszik. Minden 10-es hatvány egyenlő egy nagyságrenddel. Néhány, a hossz vagy a távolság mérésére szolgáló, gyakoribb egység a következő:

• Kilométer = 1000 m = 103 m
•  Mérő = 1 m = 101 m
•  Centiméter = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milliméter = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrométer = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanométer = 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

Fejezd ki a 10-es hatványokat tudományos jelöléssel, ahol egy számot, például az a-t megszorozunk 10-vel, amelyet egy n kitevõvel emelünk. A tudományos jelölés a 10 exponenciális hatványait használja, ahol a kitevő olyan egész szám, amely az érték nulláinak vagy tizedesjegyeinek számát képviseli, például: a x 10n

Az exponens nagy számokat kezelhet hosszú zérusorozatokkal vagy kis számokat sok tizedessel. Miután két nagymértékben különböző méretű objektumot megmérett ugyanazon egységgel, fejezze ki a méréseket tudományos jelölés, hogy könnyebb legyen összehasonlítani őket a kettő közötti nagyságrend megállapításával számok. Számítsa ki két érték nagyságrendjét úgy, hogy kivonja a két kitevője közötti különbséget.

Például egy sószem átmérője 1 mm, egy baseball átmérője 10 cm. Méterekre átszámítva és tudományos jelöléssel kifejezve könnyen összehasonlíthatja a méréseket. A só szemcséje 1 x 10^-3 m és a baseball mérete 1 x 10^-1 m. Ha -1-et kivonunk -3-ból, -2 nagyságrendet kapunk. A sószem két nagyságrenddel kisebb, mint a baseball.

Az atom méretének és a mikroszkóp nélküli látáshoz elég nagy tárgyak összehasonlításához sokkal nagyobb nagyságrendekre van szükség. Tegyük fel, hogy összehasonlít egy atomot, amelynek átmérője 0,1 nm, és egy AAA méretű elemet, amelynek átmérője 1 cm. Mindkét egységet méterekké konvertálva és tudományos jelöléssel a méréseket 10-ben fejezzük ki^-10 m és 10^-1 m, ill. A nagyságrendek közötti különbség megállapításához vonjuk le a -10 kitevőt a -1 kitevőből. A nagyságrend -9, tehát az atom átmérője kilenc nagyságrenddel kisebb, mint az akkumulátor. Más szavakkal, egymilliárd atom sorakozhat az akkumulátor átmérőjén.

A papírlap vastagsága körülbelül 100 000 nanométer vagy 105 nm. Egy papírlap körülbelül hat nagyságrenddel vastagabb, mint egy atom. Ebben a példában az 1 000 000 atomból álló köteg vastagságú lenne, mint a papírlap.

Alumíniumot használunk konkrét példaként, az alumínium atom átmérője körülbelül 0,18 nm, összehasonlítva egy körülbelül 18 mm átmérőjű dime-nal. A fillér átmérője nyolc nagyságrenddel nagyobb, mint az alumínium atom.

A perspektíva szempontjából hasonlítsa össze két olyan tárgy tömegét, amelyek mikroszkóp nélkül megfigyelhetők, és amelyeket szintén több nagyságrenddel elválasztanak egymástól, például egy kék bálna és egy méh tömege. A kék bálna súlya körülbelül 100 metrikus tonna, vagyis 10⁸ gramm. A méh súlya körülbelül 100 mg, vagyis 10^-1 g. A bálna kilenc nagyságrenddel masszívabb, mint a méh. Egymilliárd mézelő méhnek körülbelül ugyanolyan a tömege, mint egy kék bálnának.