วิธีเปรียบเทียบขนาดของอะตอม

เมื่อเปรียบเทียบอะตอมกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า - โดยมีขนาดไม่เท่ากัน - ลำดับความสำคัญจะแสดงวิธีการหาปริมาณความแตกต่างของขนาด ลำดับของขนาดทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบค่าโดยประมาณของวัตถุขนาดเล็กมาก เช่น มวลหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอม กับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก คุณสามารถกำหนดลำดับความสำคัญได้โดยใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์เพื่อแสดงการวัดเหล่านี้และหาปริมาณความแตกต่าง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เพื่อเปรียบเทียบขนาดของอะตอมขนาดใหญ่กับอะตอมที่เล็กกว่ามาก ลำดับของขนาดช่วยให้คุณสามารถหาปริมาณความแตกต่างของขนาดได้ สัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์ช่วยให้คุณแสดงการวัดเหล่านี้และกำหนดค่าให้กับความแตกต่างได้

เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของอะตอมคือ 0.1 ถึง 0.5 นาโนเมตร หนึ่งเมตรมี 1,000,000,000 นาโนเมตร หน่วยที่เล็กกว่า เช่น เซนติเมตรและมิลลิเมตร ซึ่งมักใช้ในการวัดวัตถุขนาดเล็กที่พอดีกับมือของคุณ ยังคงมีขนาดใหญ่กว่านาโนเมตรมาก เพื่อดำเนินการต่อไป มี 1,000,000 นาโนเมตรในมิลลิเมตรและ 10,000,000 นาโนเมตรในเซนติเมตร นักวิจัยบางครั้งวัดอะตอมใน ansgtoms ซึ่งเป็นหน่วยที่เท่ากับ 10 นาโนเมตร ช่วงขนาดของอะตอมคือ 1 ถึง 5 อังสตรอม หนึ่งอังสตรอมเท่ากับ 1/10,000,000 หรือ 0.0000000001 ม.

ระบบเมตริกทำให้ง่ายต่อการแปลงระหว่างหน่วยต่างๆ เนื่องจากใช้กำลัง 10 ยกกำลัง 10 แต่ละตัวมีค่าเท่ากับหนึ่งลำดับความสำคัญ หน่วยทั่วไปบางส่วนสำหรับการวัดความยาวหรือระยะทาง ได้แก่ :

• กิโลเมตร = 1,000 ม. = 103 m
•  เมตร = 1 ม. = 101 ม.
•  เซนติเมตร = 1/100 ม. = 0.01 ม. = 10-2 ม.
•  มิลลิเมตร = 1/1000 m = 0.001 m = 10-3 m
•  ไมโครมิเตอร์ = 1/1,000,000 m = 0.000001 m = 10-6 m
•  นาโนเมตร = 1/1,000,000,000 m = 0.000000001 m = 10-9 m
•  อังสตรอม = 1/10,000,000,000 m = 0.00000000001 m = 10-10 m

ยกกำลัง 10 โดยใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ โดยที่ตัวเลข เช่น a คูณด้วย 10 ที่ยกขึ้นด้วยเลขชี้กำลัง n สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ใช้กำลังเลขชี้กำลังของ 10 โดยที่เลขชี้กำลังเป็นจำนวนเต็มที่แทนจำนวนศูนย์หรือตำแหน่งทศนิยมในค่า เช่น: x 10n

เลขชี้กำลังทำให้ตัวเลขจำนวนมากที่มีชุดเลขศูนย์ยาวๆ หรือตัวเลขขนาดเล็กที่มีทศนิยมหลายตำแหน่งสามารถจัดการได้มากขึ้น หลังจากวัดวัตถุสองชิ้นที่มีขนาดต่างกันอย่างมากมายด้วยหน่วยเดียวกันแล้ว ให้แสดงการวัดเป็น สัญกรณ์วิทยาศาสตร์เพื่อให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบโดยการกำหนดลำดับความสำคัญระหว่างสอง ตัวเลข คำนวณลำดับความสำคัญระหว่างสองค่าโดยลบความแตกต่างระหว่างเลขชี้กำลังสองค่า

ตัวอย่างเช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดเกลือมีขนาด 1 มม. และลูกเบสบอลมีขนาด 10 ซม. เมื่อแปลงเป็นเมตรและแสดงเป็นสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ คุณสามารถเปรียบเทียบการวัดได้อย่างง่ายดาย เม็ดเกลือมีขนาด 1 x 10^-3 ม. และไม้เบสบอลมีขนาด 1 x 10^-1 เมตร การลบ -1 จาก -3 ให้ผลลัพธ์เป็นลำดับความสำคัญ -2 เม็ดเกลือมีขนาดเล็กกว่าลูกเบสบอลสองระดับ

การเปรียบเทียบขนาดของอะตอมกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์จำเป็นต้องมีลำดับความสำคัญที่มากกว่ามาก สมมติว่าคุณเปรียบเทียบอะตอมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 นาโนเมตรกับแบตเตอรี่ขนาด AAA ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. แปลงทั้งสองหน่วยเป็นเมตรและใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์แสดงการวัดเป็น10^-10 ม. และ 10^-1 เมตร ตามลำดับ ในการหาความแตกต่างของลำดับความสำคัญ ให้ลบเลขชี้กำลัง -10 ออกจากเลขชี้กำลัง -1 ลำดับความสำคัญคือ -9 ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมจึงเล็กกว่าแบตเตอรี่เก้าคำสั่ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง หนึ่งพันล้านอะตอมสามารถเรียงตามเส้นผ่านศูนย์กลางของแบตเตอรี่ได้

ความหนาของกระดาษแผ่นหนึ่งอยู่ที่ประมาณ 100,000 นาโนเมตรหรือ 105 นาโนเมตร กระดาษแผ่นหนึ่งมีความหนาประมาณหกเท่าของอะตอม ในตัวอย่างนี้ กอง 1,000,000 อะตอมจะมีความหนาเท่ากับแผ่นกระดาษ

การใช้อลูมิเนียมเป็นตัวอย่างเฉพาะ อะตอมของอะลูมิเนียมมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.18 นาโนเมตร เมื่อเทียบกับค่าเล็กน้อยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 18 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางของค่าเล็กน้อยนั้นใหญ่กว่าอะตอมอะลูมิเนียมแปดคำสั่ง

สำหรับเปอร์สเปคทีฟ ให้เปรียบเทียบมวลของวัตถุสองชิ้นที่สามารถสังเกตได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ และแยกจากกันด้วยลำดับความสำคัญหลายขนาด เช่น มวลของวาฬสีน้ำเงินและผึ้ง วาฬสีน้ำเงินมีน้ำหนักประมาณ 100 เมตริกตัน หรือ 10⁸ กรัม ผึ้งตัวหนึ่งมีน้ำหนักประมาณ 100 มก. หรือ 10^-1 กรัม วาฬ​นี้​มี​ขนาด​ใหญ่​กว่า​ผึ้ง​ถึง​เก้า​เท่า. ผึ้งหนึ่งพันล้านตัวมีมวลพอๆ กับวาฬสีน้ำเงินตัวเดียว