Wiele z tego, co jest wokół ciebie, jest daleko poza zdolnością zmysłów do zobaczenia lub świadomego wykrycia. Odnosi się to nie tyle do bogatego życia mikrobiologicznego, które istnieje praktycznie wszędzie na Ziemi, ale do tego, co znajduje się w powietrzu wokół ciebie, a bardziej do rzeczy, jest powietrze wokół ciebie.
Powietrze składa się z molekuły, lub grupy pojedynczych atomów reprezentujących różne pierwiastki. Większość z nich jest ci prawdopodobnie znana: tlen, dwutlenek węgla, metan i para wodna.
Oprócz tych elektrycznie obojętnych cząsteczek unoszących się wokół znajdują się cząsteczki, które przenoszą dodatni lub ujemny ładunek elektrostatyczny. Są to tak zwane jony, i przydatne może być posiadanie pod ręką testera jonów, w szczególności do pomiaru jonów ujemnych; jednym z codziennych przykładów jest domowy czujnik dymu.
Czym są jony?
Poszczególne atomy składają się z protony, które mają ładunek +1; neutrony, które nie mają opłat; i elektrony, które mają ładunek -1. Liczba protonów
określa element, lub atom, typ i jest zwykle mniej więcej równy liczbie neutronów. Te maleńkie cząstki ważą mniej więcej tyle samo i leżą w centrum atomu, podczas gdy elektrony są zasadniczo bezmasowe i „krążą” wokół centrum jak planety wokół Słońca.Naładowana cząsteczka składająca się z różnych atomów (powiedzmy HCO3-) jest również nazywany jonem, chociaż tylko jeden z atomów odpowiada za ładunek netto. Cząsteczka niosąca ładunek dodatni nazywa się a kation, podczas gdy ujemnie naładowany jon jest znany jako an anion. Jony powstają w wyniku „wysiłku” atomu, aby mieć dokładnie osiem elektronów walencyjnych, czyli potencjalnie wspólnych, w swojej najbardziej zewnętrznej warstwie orbitalnej.
Dowolny proces, w wyniku którego dany rodzaj elektrycznie obojętnej cząsteczki (na przykład Cl) zyskuje elektron jest generatorem jonów ujemnych, ponieważ w wyniku tego procesu powstają jony naładowane ujemnie (w tym przypadku Cl-).
Miernik jonów powietrza
Możesz chcieć poznać ilość ujemnie naładowanych jonów (anionów) przemieszczających się w twoim otoczeniu, ponieważ informacje, które może dostarczyć na temat składu środowiska, np. czy jest ono bezpieczne dla ludzi i Zwierząt. Miernik jonów powietrza może wykonać to zadanie.
Urządzenia te zwykle składają się z dwóch cylindrycznych kondensatory, jeden w drugim. ZA kondensator jest po prostu elementem w obwodzie elektrycznym, który może przechowywać ładunek (w postaci elektronów). Jest to związane z obwodem przez zależność Q = CV, gdzie Q jest całkowitym ładunkiem, a V jest napięciem lub różnicą potencjałów elektrycznych.
Miernik jonów powietrza, ładunki na dwóch cylindrycznych płytkach wytwarzają pomiędzy nimi pole elektryczne. Kiedy jon ujemny dostanie się do układu, jest odchylany w kierunku środkowego kondensatora zgodnie z kierunkiem pola elektrycznego i jest liczony, gdy uderza w elektrodę.
Jony ujemne w Układzie Słonecznym
Jednym z powodów mierzenia ilości i przepływu jonów w środowisku jest to, że uzyskane w ten sposób informacje mogą wiele powiedzieć o historii tego środowiska. Jeśli mówisz o pokoju w domu rodzinnym twoich rodziców, to zwykle nie jest to wielka sprawa.
Ale może tak być, jeśli zamiast tego zajmujesz się przestrzenią kosmiczną.
Stężenie jonów, ujemnych i dodatnich, może dostarczyć wielu przydatnych danych dotyczących pochodzenia ciał niebieskich, takich jak gwiazdy, planety i komety, z innymi obiektami w przestrzeni kosmicznej. Ludzcy naukowcy mogą używać instrumentu zwanego a spektrometr plazmowy porównanie poziomu jonów ujemnych (np. helu, argonu, węgla i innych) z tymi w Ziemi środowiska i proponować wnioski dotyczące odpowiednich „narodzin” obiektów takich jak księżyc, planety i asteroidy.