Veliko tega, kar je okrog vas, je daleč izven sposobnosti vaših čutil, da vidijo ali zavestno zaznajo. To se ne nanaša toliko na bogato mikrobno življenje, ki obstaja praktično povsod na Zemlji, ampak na tisto, kar je v zraku okoli vas, ali bolj na to, kaj je zrak okoli vas.
Zrak je sestavljen iz molekul, ali skupine posameznih atomov, ki predstavljajo različne elemente. Večina teh vam je verjetno znana: kisik, ogljikov dioksid, metana in vodne pare.
Poleg teh električno nevtralnih molekul plavajo tudi molekule, ki nosijo neto pozitivni ali negativni elektrostatični naboj. Ti se imenujejo ioni, in pri roki je lahko ionski tester za merjenje zlasti negativnih ionov; vsakdanji primer je gospodinjski detektor dima.
Kaj so ioni?
Posamezni atomi so sestavljeni iz protoni, ki imajo +1 naboj; nevtroni, ki nimajo stroškov; in elektroni, ki imajo -1 naboj. Število protonov določa element, ali atom, in je običajno približno enak nevtronskemu številu. Ti drobni delci tehtajo približno enako in ležijo v središču atoma, medtem ko so elektroni v bistvu brez mase in "krožijo" okoli središča kot planeti okoli sonca.
Nabita molekula, sestavljena iz različnih atomov (recimo HCO3-) se imenuje tudi ion, čeprav je za neto naboj odgovoren le eden od atomov. Molekula, ki nosi pozitiven naboj, se imenuje a kation, medtem ko je negativno nabit ion znan kot anion. Ioni so posledica "prizadevanja" atoma, da ima v svoji najbolj zunanji orbitalni plasti točno osem valentnih ali potencialno delljivih elektronov.
Vsak postopek, ki povzroči, da določena vrsta električno nevtralne molekule (na primer Cl) pridobi elektron je generator negativnih ionov, ker ta proces ustvarja negativno nabite ione (v tem primeru Kl-).
Merilnik zračnega iona
Morda boste želeli vedeti, kakšna količina negativno nabitih ionov (anionov) se zadržuje v vašem okolju zaradi informacije, ki jih lahko zagotovi o sestavi okolja, npr. ali je varno za ljudi in živali. Merilnik zračnih ionov lahko to nalogo opravi.
Te naprave so običajno sestavljene iz dveh valjastih kondenzatorji, ena znotraj druge. A kondenzator je preprosto komponenta v električnem krogu, ki lahko shrani naboj (v obliki elektronov). Z vezjem je povezan z razmerjem Q = življenjepis, kjer je Q skupni naboj in V napetost ali razlika električnega potenciala.
Merilniki zračnih ionov, naboji na dveh valjastih ploščah ustvarjajo električno polje med njimi. Ko negativni ion vstopi v sistem, se v smeri električnega polja upogne proti sredinskemu kondenzatorju in se šteje, ko tam udari v elektrodo.
Negativni ioni v Osončju
Eden od razlogov za merjenje količine in pretoka ionov v okolju je, da lahko iz tega izhajajoče informacije veliko razkrijejo o zgodovini tega okolja. Če govorite o sobi v družinskem domu staršev, to običajno ni veliko.
Lahko pa je, če namesto tega vzamete vesolje.
Koncentracija ionov, negativnih in pozitivnih, lahko služi paleti koristnih podatkov o izvoru nebesnih teles, kot so zvezde, planeti in kometi, z drugimi predmeti v vesolju. Človeški znanstveniki lahko uporabljajo instrument, imenovan a plazemski spektrometer za primerjavo ravni negativnih ionov (npr. helija, argona, ogljika in drugih) s tistimi na Zemlji okolje in predlagajte sklepe o "rojstvih" predmetov, kot so Luna, planeti in asteroidi.
