הרבה ממה שסביבך הוא הרבה מעבר ליכולת החושים שלך לראות או לזהות במודע. זה לא כל כך מתייחס לחיים המיקרוביאלים העשירים שקיימים כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ אלא למה שיש באוויר סביבך, או יותר לעניין, מה הוא האוויר סביבך.
האוויר מורכב מ מולקולות, או קבוצות של אטומים בודדים המייצגים אלמנטים שונים. רוב אלה בוודאי מוכרים לך: חמצן, פחמן דו חמצני, מתאן ואדי מים.
בנוסף למולקולות ניטרליות חשמליות אלה המרחפות סביב יש מולקולות הנושאות מטען אלקטרוסטטי חיובי או שלילי נטו. אלה נקראים יונים, וזה יכול להיות שימושי שיש בודק יונים בהישג יד למדידת יונים שליליים במיוחד; אחת הדוגמאות היומיומיות היא גלאי עשן ביתי.
מה הם יונים?
אטומים בודדים מורכבים מ פרוטונים, שיש להם תשלום +1; נויטרונים, שאין להם חיוב; ו אלקטרונים, שיש להם תשלום -1. מספר הפרוטונים קובע את האלמנט, או אטום, סוג, והוא בדרך כלל שווה למספר נויטרונים. חלקיקים זעירים אלה שוקלים בערך אותו דבר ונמצאים במרכז האטום, ואילו האלקטרונים הם חסרי מסה במהותם ו"מעגלים "את המרכז כמו כוכבי לכת סביב השמש.
מולקולה טעונה המורכבת מאטומים שונים (נניח, HCO3-) נקרא גם יון, למרות שרק אחד האטומים אחראי לטעינה נטו. מולקולה הנושאת מטען חיובי נקראת a
כל תהליך המביא לסוג נתון של מולקולה נייטרלית חשמלית (למשל Cl) צובר האלקטרון הוא מחולל יונים שלילי מכיוון שתהליך זה יוצר יונים טעונים שלילית (במקרה זה, קל-).
מד יון האוויר
יתכן שתרצה לדעת את כמות היונים (האניונים) הטעונים לרעה בסביבתך בגלל מידע זה יכול לספק אודות הרכב הסביבה, למשל אם הוא בטוח לבני אדם בעלי חיים. מד יונים אוויר יכול לבצע את המשימה הזו.
מכשירים אלה מורכבים בדרך כלל משני גלילים קבלים, אחד בתוך השני. א קַבָּל הוא פשוט רכיב בתוך מעגל חשמלי שיכול לאחסן מטען (בצורה של אלקטרונים). זה קשור למעגל על ידי הקשר ש = קורות חיים, כאשר Q הוא המטען הכולל ו- V הוא המתח, או הפרש הפוטנציאל החשמלי.
מד יון אוויר, המטענים על שתי הלוחות הגליליים יוצרים שדה חשמלי בין. כאשר יון שלילי נכנס למערכת, הוא מוסט לכיוון הקבל המרכזי על ידי כיוון השדה החשמלי ונספר כשהוא פוגע שם באלקטרודה.
יונים שליליים במערכת השמש
אחת הסיבות למדידת כמות וזרימת היונים בסביבה היא שהמידע המתקבל יכול לחשוף הרבה מאוד על ההיסטוריה של אותה סביבה. אם אתה מדבר על חדר בבית המשפחה של ההורים שלך, זה בדרך כלל לא עניין גדול.
אבל זה יכול להיות אם אתה לוקח על החלל החיצון במקום.
ריכוז היונים, שלילי וחיובי, יכול להגיש לוח נתונים שימושי אודות מקורם של גרמי השמיים, כגון כוכבים, כוכבי לכת ושביטים, עם עצמים אחרים בחלל החיצון. מדענים אנושיים יכולים להשתמש במכשיר הנקרא a ספקטרומטר פלזמה להשוות את רמת היונים השליליים (למשל, הליום, ארגון, פחמן ואחרים) לאלה שבכדור הארץ סביבה ולהציע מסקנות לגבי "לידות" בהתאמה של עצמים כמו הירח, כוכבי הלכת ו אסטרואידים.