Liela daļa no tā, kas atrodas jums apkārt, ir tālu ārpus jūsu maņu spējām redzēt vai apzināti atklāt. Tas attiecas ne tik daudz uz bagātīgo mikrobu dzīvi, kāda pastāv praktiski visur uz Zemes, bet gan uz to, kas atrodas gaisā ap jums, vai vairāk uz to, kas ir gaiss tev apkārt.
Gaiss sastāv no molekulas, vai atsevišķu atomu grupas, kas pārstāv dažādus elementus. Lielākā daļa no tām, iespējams, jums ir pazīstamas: skābeklis, oglekļa dioksīds, metāns un ūdens tvaiki.
Papildus šīm elektriski neitrālajām peldošajām molekulām ir molekulas, kurām ir tīrs pozitīvs vai negatīvs elektrostatiskais lādiņš. Tos sauc joni, un tas var būt parocīgs, ja pie rokas ir jonu testeris, kas jo īpaši nosaka negatīvos jonus; viens ikdienas piemērs ir mājsaimniecības dūmu detektors.
Kas ir joni?
Atsevišķi atomi sastāv no protoni, kuriem ir +1 maksa; neitroni, kuriem nav jāmaksā; un elektroni, kuriem ir -1 maksa. Protonu skaits nosaka elementu, vai atoms, tips, un tas parasti ir aptuveni vienāds ar neitronu skaitli. Šīs sīkās daļiņas sver aptuveni vienādi un atrodas atoma centrā, turpretī elektroni būtībā ir bez masas un "riņķo" centru kā planētas ap sauli.
Lādēta molekula, kas sastāv no dažādiem atomiem (teiksim, HCO3-) sauc arī par jonu, kaut arī tikai viens no atomiem ir atbildīgs par neto lādiņu. Molekulu, kas nes pozitīvu lādiņu, sauc par a katijons, turpretī negatīvi lādēts jons ir pazīstams kā anjons. Joni rodas no atoma "centieniem", lai tā vistālākajā orbitālajā slānī būtu tieši astoņi valences vai potenciāli dalāmi elektroni.
Jebkurš process, kura rezultātā noteikta veida elektriski neitrāla molekula (piemēram, Cl) iegūst an elektrons ir negatīvo jonu ģenerators, jo šis process rada negatīvi lādētus jonus (šajā gadījumā Cl-).
Gaisa jonu mērītājs
Iespējams, vēlēsities uzzināt, cik daudz negatīvi lādētu jonu (anjonu) ir jūsu vidē informāciju, ko tas var sniegt par vides sastāvu, piemēram, vai tā ir droša cilvēkiem un dzīvnieki. Gaisa jonu mērītājs var veikt šo uzdevumu.
Šīs ierīces parasti sastāv no diviem cilindriskiem kondensatori, viens otra iekšpusē. A kondensators ir vienkārši elektriskās ķēdes sastāvdaļa, kas var uzglabāt lādiņu (elektronu formā). Ar ķēdi to saista attiecības Q = CV, kur Q ir kopējais lādiņš un V ir spriegums vai elektriskā potenciāla starpība.
Gaisa jonu skaitītājs, divu cilindrisko plākšņu lādiņi rada elektrisko lauku starp. Kad sistēmā nonāk negatīvs jons, tas tiek novirzīts uz centrālo kondensatoru pēc elektriskā lauka virziena un tiek skaitīts, kad tas tur sit elektrodu.
Negatīvie joni Saules sistēmā
Viens no iemesliem jonu daudzuma un plūsmas mērīšanai vidē ir tāds, ka iegūtā informācija var daudz atklāt par šīs vides vēsturi. Ja jūs runājat par istabu vecāku ģimenes mājās, tas parasti nav liels darījums.
Bet tas var būt, ja tā vietā izmantojat kosmosu.
Negatīvo un pozitīvo jonu koncentrācija var kalpot noderīgu datu paletei par debess ķermeņu izcelsmi, piemēram, zvaigznēm, planētām un komētām, ar citiem objektiem kosmosā. Cilvēka zinātnieki var izmantot instrumentu, ko sauc par a plazmas spektrometrs salīdzināt negatīvo jonu līmeni (piemēram, hēliju, argonu, oglekli un citus) ar tiem, kas atrodas pašā Zemes un ierosināt secinājumus par attiecīgo objektu, piemēram, mēness, planētu un asteroīdi.