Kako primerjati velikost atoma

Ko primerjamo atome z večjimi predmeti - z velikimi razlikami v velikosti - vrstni red velikosti pokaže, kako količinsko opredeliti razlike v velikosti. Velikostni vrstni red vam omogoča primerjavo približne vrednosti izjemno majhnega predmeta, na primer mase ali premera atoma, z veliko večjim predmetom. Vrstni red lahko določite z uporabo znanstvenega zapisa, da izrazite te meritve in količinsko določite razlike.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Če želite primerjati velikost velikega atoma z veliko manjšim atomom, vam velikostni razredi omogočajo kvantifikacijo velikostnih razlik. Znanstveni zapisi vam pomagajo izraziti te meritve in razlikam dodeliti vrednost.

Povprečni premer atoma je 0,1 do 0,5 nanometra. En meter vsebuje 1.000.000.000 nanometrov. Manjše enote, na primer centimetri in milimetri, ki se običajno uporabljajo za merjenje majhnih predmetov, ki se lahko prilegajo vaši roki, so še vedno veliko večje od nanometra. Da bi to nadaljevali, je v milimetru 1.000.000 nanometrov v milimetru in 10.000.000 nanometrov v centimetru. Raziskovalci včasih merijo atome v ansgtomih, enota, ki je enaka 10 nanometrov. Obseg velikosti atomov je od 1 do 5 angstromov. En angstrom je enak 1 / 10.000.000 ali 0,0000000001 m.

Metrični sistem omogoča enostavno pretvorbo med enotami, ker temelji na moči 10. Vsaka moč 10 je enaka enemu velikostnemu redu. Nekatere najpogostejše enote za merjenje dolžine ali razdalje vključujejo:

• Kilometer = 1000 m = 103 m
•  Merilnik = 1 m = 101 m
•  Centimeter = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimeter = 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

Izrazi moči 10 z uporabo znanstvenega zapisa, pri čemer se število, na primer a, pomnoži z 10, povečanim z eksponentom, n. Znanstveni zapis uporablja eksponentne moči 10, pri čemer je eksponent celo število, ki predstavlja število ničel ali decimalnih mest v vrednosti, na primer: a x 10n

Eksponent naredi velika števila z dolgim ​​nizom ničel ali majhna števila z veliko decimalnimi mesti veliko bolj obvladljiva. Po merjenju dveh predmetov zelo različnih velikosti z isto enoto izrazite meritve v znanstveni zapis, da jih je lažje primerjati z določitvijo velikostnega reda med obema številke. Izračun velikosti med dvema vrednostma izračunajte tako, da odštejete razliko med obema eksponentoma.

Na primer, premer zrna soli meri 1 mm, baseball pa 10 cm. Če se pretvorijo v metre in izrazijo v znanstvenem zapisu, lahko meritve enostavno primerjate. Zrno soli meri 1 x 10^-3 m in baseball meri 1 x 10^-1 m. Če od –3 odštejemo -1, dobimo red velikosti -2. Zrno soli je za dva reda velikosti manjše od baseballa.

Primerjava velikosti atoma s predmeti, ki so dovolj veliki, da jih vidimo brez mikroskopa, zahteva veliko večje velikostne zaporedje. Recimo, da primerjate atom s premerom 0,1 nm in velikostjo baterije AAA s premerom 1 cm. Če pretvorite obe enoti v metre in uporabite znanstveni zapis, meritve izrazite kot 10^-10 m in 10^-1 m. Če želite najti razliko v velikostnih vrsticah, od eksponenta -1 odštejte eksponent -10. Vrstni red je -9, torej je premer atoma za devet vrst velikosti manjši od akumulatorja. Z drugimi besedami, milijarda atomov bi se lahko razvrstila po premeru baterije.

Debelina lista papirja je približno 100.000 nanometrov ali 105 nm. List papirja je približno šest velikosti debelejši od atoma. V tem primeru bi bil kup 1.000.000 atomov enake debeline kot list papirja.

Če uporabimo aluminij kot specifičen primer, ima atom aluminija premer približno 0,18 nm v primerjavi s centom, ki ima premer približno 18 mm. Premer drobiža je osem velikostnih redov večji od atoma aluminija.

Za perspektivo primerjajte masi dveh predmetov, ki jih je mogoče opazovati brez mikroskopa, ločena pa sta tudi z več velikostnimi redovi, na primer maso modrega kita in čebele. Modri ​​kit tehta približno 100 ton ali 10⁸ gramov. Čebela tehta približno 100 mg ali 10^-1 g. Kit je za devet redov veliko večji od čebel. Milijarda čebel ima približno enako maso kot en modri kit.