Kaip palyginti atomo dydį

Lyginant atomus su didesniais objektais, kurių dydis labai skiriasi, dydžių eilės rodo, kaip įvertinti dydžių skirtumus. Dydžio tvarka leidžia palyginti apytikslę itin mažo objekto vertę, pvz., Atomo masę ar skersmenį, su daug didesniu objektu. Norėdami išsakyti šiuos matavimus ir kiekybiškai įvertinti skirtumus, naudodamiesi moksliniais užrašais galite nustatyti dydžio tvarką.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Norint palyginti didelio atomo dydį su daug mažesniu atomu, dydžių eilės leidžia įvertinti dydžių skirtumus. Moksliniai užrašai padeda išreikšti šiuos matavimus ir priskirti skirtumams vertę.

Vidutinis atomo skersmuo yra nuo 0,1 iki 0,5 nanometro. Viename skaitiklyje yra 1 000 000 000 nanometrų. Mažesni vienetai, pavyzdžiui, centimetrai ir milimetrai, paprastai naudojami matuojant mažus daiktus, kurie gali tilpti į jūsų ranką, vis dar yra daug didesni nei nanometras. Norint tai nešti toliau, milimetre yra 1 000 000 nanometrų, o centimetre - 10 000 000 nanometrų. Tyrėjai kartais matuoja atomus ansgtomis - vienetu, kuris lygus 10 nanometrų. Atomų dydžių diapazonas yra nuo 1 iki 5 angstremų. Vienas angstromas lygus 1/10 000 000 arba 0,0000000001 m.

Metrinė sistema leidžia lengvai konvertuoti vienetus, nes ji yra pagrįsta 10. Kiekviena 10 galia yra lygi vienai didumo tvarkai. Kai kurie iš dažnesnių ilgio ar atstumo matavimo vienetų yra šie:

• Kilometras = 1000 m = 103 m
•  Skaitiklis = 1 m = 101 m
•  Centimetras = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimetras = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometras = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10–6 m
•  Nanometras = 1/1 000 000 000 m = 0,000000001 m = 10–9 m
•  Angstromas = 1/10 000 000 000 m = 0,00000000001 m = 10-10 m

Išreikškite 10 galių, naudodamiesi moksliniais užrašais, kai skaičius, pvz., A, padauginamas iš 10, pakeltą rodikliu n. Mokslinėje žymenyje naudojamos 10 eksponentinės galios, kur rodiklis yra sveikasis skaičius, nurodantis nulių ar dešimtųjų skaičių vertėje, pavyzdžiui: a x 10n

Eksponentas leidžia daug lengviau valdyti didelius skaičius su ilga nulių serija arba mažus skaičius su daugybe po kablelio. Išmatavę du labai skirtingo dydžio objektus tuo pačiu vienetu, matavimus išreikškite mokslinis žymėjimas, kad būtų lengviau juos palyginti nustatant jų abiejų dydžių tvarką numeriai. Apskaičiuokite dydžio reikšmę tarp dviejų reikšmių, atimdami skirtumą tarp dviejų rodiklių.

Pavyzdžiui, druskos grūdelio skersmuo yra 1 mm, o beisbolo kamuolys - 10 cm. Perskaičiavus į skaitiklius ir išreiškus moksliniais ženklais, galite lengvai palyginti matavimus. Druskos grūdelis yra 1 x 10^-3 m, o beisbolas yra 1 x 10^-1 m. Atėmus -1 iš -3, gaunama -2 dydžio tvarka. Druskos grūdelis yra dviem dydžiais mažesnis už beisbolą.

Norint palyginti atomo dydį su pakankamai dideliais objektais, kad būtų galima pamatyti be mikroskopo, reikia daug didesnių dydžių. Tarkime, kad palyginsite atomą, kurio skersmuo yra 0,1 nm, su AAA dydžio baterija, kurios skersmuo yra 1 cm. Konvertuodami abu vienetus į metrus ir naudodami mokslinius užrašus, matavimus nurodykite kaip 10^-10 m ir 10^-1 atitinkamai m. Norėdami sužinoti dydžių skirtumą, iš rodiklio -1 atimkite rodiklį -10. Dydžio tvarka yra -9, taigi atomo skersmuo yra devyniais dydžiais mažesnis už bateriją. Kitaip tariant, vienas milijardas atomų galėtų išsirikiuoti per akumuliatoriaus skersmenį.

Popieriaus lapo storis yra apie 100 000 nanometrų arba 105 nm. Popieriaus lapas yra maždaug šešių dydžių storesnis nei atomas. Šiame pavyzdyje 1 000 000 atomų krūva būtų tokio pat storio kaip popieriaus lapas.

Naudojant aliuminį kaip konkretų pavyzdį, aliuminio atomo skersmuo yra apie 0,18 nm, lyginant su dimetrijos, kurio skersmuo yra apie 18 mm. Penio skersmuo yra aštuoniais dydžiais didesnis nei aliuminio atomas.

Perspektyvai palyginkite dviejų objektų, kuriuos galima stebėti be mikroskopo, masę, taip pat atskiras keliomis dydžių eilėmis, pavyzdžiui, mėlynojo banginio ir medunešio masę. Mėlynasis banginis sveria apie 100 metrinių tonų arba 10⁸ gramų. Medaus bitė sveria apie 100 mg arba 10^-1 g. Banginis yra devyniais dydžiais masyvesnis už medunešį. Milijardo medunešių masė yra maždaug tokia pati kaip vieno mėlynojo banginio.