Ako porovnať veľkosť atómu

Pri porovnaní atómov s väčšími objektmi - s veľkými rozdielmi vo veľkosti - rádovo ukazujú, ako kvantifikovať veľkostné rozdiely. Rádové rády vám umožňujú porovnať približnú hodnotu extrémne malého objektu, napríklad hmotnosti alebo priemeru atómu, s oveľa väčším objektom. Poradie veľkosti môžete určiť pomocou vedeckej notácie, ktorá vyjadrí tieto merania a kvantifikuje rozdiely.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Ak chcete porovnať veľkosť veľkého atómu s oveľa menším atómom, rádovo vám umožňujú kvantifikovať veľkostné rozdiely. Vedecké zápisy vám pomôžu vyjadriť tieto merania a priradiť hodnotu rozdielom.

Priemerný priemer atómu je 0,1 až 0,5 nanometra. Jeden meter obsahuje 1 000 000 000 nanometrov. Menšie jednotky, napríklad centimetre a milimetre, ktoré sa zvyčajne používajú na meranie malých predmetov, ktoré sa vám zmestia do ruky, sú stále oveľa väčšie ako nanometre. Aby sme to mohli ďalej posunúť, existuje 1 000 000 nanometrov v milimetri a 10 000 000 nanometrov v centimetri. Vedci niekedy merajú atómy v angintoch, jednotke, ktorá sa rovná 10 nanometrov. Rozsah veľkostí atómov je 1 až 5 angstrômov. Jeden angstrom sa rovná 1/10 000 000 alebo 0,0000000001 m.

Metrický systém umožňuje ľahkú konverziu medzi jednotkami, pretože je založený na mocninách 10. Každá sila 10 sa rovná jednému rádu. Medzi najbežnejšie jednotky na meranie dĺžky alebo vzdialenosti patria:

• Kilometer = 1 000 m = 103 m
•  Merač = 1 m = 101 m
•  Centimeter = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimetr = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometer = 1/1 000 000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanometer = 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

Expresné mocniny 10 pomocou vedeckej notácie, kde sa číslo, napríklad a, vynásobí 10 zvýšeným exponentom, n. Vedecká notácia používa exponenciálne sily 10, kde exponent je celé číslo, ktoré predstavuje počet núl alebo desatinných miest v hodnote, napríklad: a x 10n

Vďaka exponentu sú veľké čísla so zdĺhavou sériou núl alebo malé čísla s mnohými desatinnými miestami oveľa lepšie zvládnuteľné. Po zmeraní dvoch objektov obrovsky rozdielnych veľkostí rovnakou jednotkou vyjadrte merania v vedecký zápis, ktorý uľahčí ich porovnanie určením rádovej veličiny medzi nimi čísla. Vypočítajte rádovú veličinu medzi dvoma hodnotami odčítaním rozdielu medzi dvoma exponentmi.

Napríklad priemer zrniečka soli je 1 mm a bejzbalu 10 cm. Po prepočte na metre a vyjadrení vedeckým zápisom môžete ľahko porovnať merania. Zrnko soli má rozmer 1 x 10^-3 m a bejzbal meria 1 x 10^-1 m. Odčítanie -1 od -3 vedie k rádovo -2. Zrnko soli je o dva rády menšie ako bejzbal.

Porovnanie veľkosti atómu s objektmi dostatočne veľkými na to, aby boli viditeľné bez mikroskopu, vyžaduje oveľa väčšie rádové hodnoty. Predpokladajme, že porovnáte atóm s priemerom 0,1 nm s veľkosťou batérie AAA s priemerom 1 cm. Prevodom oboch jednotiek na metre a použitím vedeckej notácie vyjadrite merania ako 10^-10 ma 10^-1 m, resp. Ak chcete zistiť rozdiel v rádoch, odčítajte exponent -10 od exponenta -1. Rádovo je -9, takže priemer atómu je o deväť rádov menší ako batéria. Inými slovami, jedna miliarda atómov by sa mohla zoradiť cez priemer batérie.

Hrúbka listu papiera je asi 100 000 nanometrov alebo 105 nm. List papiera je asi o šesť rádov silnejší ako atóm. V tomto príklade by stoh 1 000 000 atómov mal rovnakú hrúbku ako list papiera.

Použitím hliníka ako konkrétneho príkladu má atóm hliníka priemer asi 0,18 nm v porovnaní s desetníkom, ktorý má priemer asi 18 mm. Priemer desatiny je o osem rádov väčší ako atóm hliníka.

Pre perspektívu porovnajte masy dvoch objektov, ktoré možno pozorovať bez mikroskopu a sú tiež oddelené niekoľkými rádmi, napríklad hmotou modrej veľryby a včely medonosnej. Modrá veľryba váži asi 100 ton alebo 10⁸ gramov. Včela váži asi 100 mg alebo 10^-1 g. Veľryba je o deväť rádov mohutnejšia ako včela. Jedna miliarda včiel má asi rovnakú hmotnosť ako jedna modrá veľryba.