Atunci când se compară atomii cu obiecte mai mari - cu o mare diferență de mărime - ordinele de mărime arată cum să cuantificăm diferențele de mărime. Ordinele de mărime vă permit să comparați valoarea aproximativă a unui obiect extrem de mic, cum ar fi masa sau diametrul unui atom, cu un obiect mult mai mare. Puteți determina ordinea de mărime folosind notația științifică pentru a exprima aceste măsurători și a cuantifica diferențele.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Pentru a compara dimensiunea unui atom mare cu un atom mult mai mic, ordinele de mărime vă permit să cuantificați diferențele de mărime. Notațiile științifice vă ajută să exprimați aceste măsurători și să atribuiți o valoare diferențelor.
Dimensiunea mică a atomilor
Diametrul mediu al unui atom este de 0,1 până la 0,5 nanometri. Un metru conține 1.000.000.000 de nanometri. Unitățile mai mici, cum ar fi centimetri și milimetri, de obicei utilizate pentru a măsura obiecte mici care se pot încadra în mâna dvs., sunt încă mult mai mari decât un nanometru. Pentru a duce mai departe acest lucru, există 1.000.000 de nanometri într-un milimetru și 10.000.000 de nanometri într-un centimetru. Cercetătorii măsoară uneori atomii în răspunsuri, o unitate care este egală cu 10 nanometri. Gama de dimensiuni a atomilor este de 1 până la 5 angstromi. Un angstrom este egal cu 1 / 10.000.000 sau 0.0000000001 m.
Unități și scară
Sistemul metric facilitează conversia între unități, deoarece se bazează pe puteri de 10. Fiecare putere de 10 este egală cu un ordin de mărime. Unele dintre unitățile mai comune pentru măsurarea lungimii sau distanței includ:
- Kilometru = 1000 m = 103 m
- Contor = 1 m = 101 m
- Centimetru = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
- Milimetru = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
- Micrometru = 1 / 1.000.000 m = 0.000001 m = 10-6 m
- Nanometru = 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
Puteri de 10 și notație științifică
Exprimă puteri de 10 folosind notația științifică, unde un număr, cum ar fi a, este înmulțit cu 10 crescut cu un exponent, n. Notația științifică folosește puterile exponențiale de 10, unde exponentul este un număr întreg care reprezintă numărul de zerouri sau zecimale într-o valoare, cum ar fi: a x 10n
Exponentul face mult mai ușor de utilizat numerele mari cu o serie lungă de zerouri sau numerele mici cu multe zecimale. După măsurarea a două obiecte de dimensiuni foarte diferite cu aceeași unitate, exprimați măsurătorile în notație științifică pentru a facilita compararea acestora prin determinarea ordinii de mărime dintre cele două numere. Calculați ordinea de mărime dintre două valori scăzând diferența dintre cei doi exponenți ai săi.
De exemplu, diametrul unui bob de sare măsoară 1 mm, iar un baseball măsoară 10 cm. Când este convertit în metri și exprimat în notație științifică, puteți compara cu ușurință măsurătorile. Boabele de sare măsoară 1 x 10-3 m iar baseballul măsoară 1 x 10-1 m. Scăderea -1 din -3 are ca rezultat o ordine de mărime de -2. Bobul de sare este cu două ordine de mărime mai mic decât baseballul.
Compararea atomilor cu obiecte mai mari
Compararea dimensiunii unui atom cu obiecte suficient de mari pentru a fi văzute fără microscop necesită ordine de mărime mult mai mari. Să presupunem că comparați un atom care are un diametru de 0,1 nm cu o baterie de dimensiuni AAA care are un diametru de 1 cm. Conversia ambelor unități în metri și utilizarea notării științifice, exprimă măsurătorile ca 10-10 m și 10-1 m, respectiv. Pentru a găsi diferența în ordinele de mărime, scade exponentul -10 din exponentul -1. Ordinea de mărime este -9, astfel încât diametrul atomului este cu nouă ordine de mărime mai mic decât bateria. Cu alte cuvinte, un miliard de atomi s-ar putea alinia pe diametrul bateriei.
Grosimea unei foi de hârtie este de aproximativ 100.000 nanometri sau 105 nm. O foaie de hârtie este cu aproximativ șase ordine de mărime mai groasă decât un atom. În acest exemplu, un teanc de 1.000.000 de atomi ar avea aceeași grosime ca o foaie de hârtie.
Folosind aluminiu ca exemplu specific, un atom de aluminiu are un diametru de aproximativ 0,18 nm în comparație cu un centimetru care are un diametru de aproximativ 18 mm. Diametrul monedei este cu opt ordine de mărime mai mare decât atomul de aluminiu.
Balene albastre către albine
Pentru perspectivă, comparați masele a două obiecte care pot fi observate fără microscop și sunt, de asemenea, separate de mai multe ordine de mărime, cum ar fi masa unei balene albastre și a unei albine. O balenă albastră cântărește aproximativ 100 de tone metrice, sau 108 grame. O albină cântărește aproximativ 100 mg sau 10-1 g. Balena este cu nouă ordine de mărime mai masive decât albina. Un miliard de albine au aproximativ aceeași masă ca o balenă albastră.