Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Den lille størrelse af atomer
- Enheder og skala
- Beføjelser til 10 og videnskabelig notation
- Sammenligning af atomer med større objekter
- Blå hvaler til honningbier
Når man sammenligner atomer med større objekter - med stor forskel i størrelse - viser størrelsesordrer, hvordan man kan kvantificere størrelsesforskellene. Størrelsesordrer giver dig mulighed for at sammenligne den omtrentlige værdi af et ekstremt lille objekt, såsom massen eller diameteren til et atom, med et meget større objekt. Du kan bestemme størrelsesordenen ved hjælp af videnskabelig notation til at udtrykke disse målinger og kvantificere forskellene.
TL; DR (for lang; læste ikke)
For at sammenligne størrelsen på et stort atom med et meget mindre atom giver størrelsesordrerne dig mulighed for at kvantificere størrelsesforskellene. Videnskabelige notationer hjælper dig med at udtrykke disse målinger og tildele forskellene en værdi.
Den lille størrelse af atomer
Den gennemsnitlige diameter på et atom er 0,1 til 0,5 nanometer. En meter indeholder 1.000.000.000 nanometer. Mindre enheder, såsom centimeter og millimeter, der typisk bruges til at måle små genstande, der kan passe inden i din hånd, er stadig meget større end et nanometer. For at videreføre dette er der 1.000.000 nanometer i en millimeter og 10.000.000 nanometer i en centimeter. Forskere måler undertiden atomer i ansgtoms, en enhed, der svarer til 10 nanometer. Størrelsesområdet for atomer er 1 til 5 angstromer. En angstrom er 1 / 10.000.000 eller 0.0000000001 m.
Enheder og skala
Det metriske system gør det nemt at konvertere mellem enheder, fordi det er baseret på kræfter på 10. Hver styrke på 10 er lig med en størrelsesorden. Nogle af de mere almindelige enheder til måling af længde eller afstand inkluderer:
Beføjelser til 10 og videnskabelig notation
Udtrykk kræfter på 10 ved hjælp af videnskabelig notation, hvor et tal, såsom a, ganges med 10 rejst af en eksponent, n. Videnskabelig notation bruger eksponentielle kræfter på 10, hvor eksponenten er et heltal, der repræsenterer antallet af nuller eller decimaler i en værdi, såsom: a x 10n
Eksponenten gør store tal med en lang række nuller eller små tal med mange decimaler meget mere håndterbare. Efter at have målt to objekter af meget forskellige størrelser med den samme enhed, skal du udtrykke målingerne i videnskabelig notation for at gøre det lettere at sammenligne dem ved at bestemme størrelsesordenen mellem de to tal. Beregn størrelsesordenen mellem to værdier ved at trække forskellen mellem dens to eksponenter fra.
F.eks. Måler et saltkorns diameter 1 mm, og en baseball måler 10 cm. Når du konverteres til målere og udtrykkes i videnskabelig notation, kan du nemt sammenligne målingerne. Saltkornet måler 1 x 10-3 m og baseball måler 1 x 10-1 m. At trække -1 fra -3 resulterer i en størrelsesorden på -2. Saltkornet er to størrelsesordener mindre end baseball.
Sammenligning af atomer med større objekter
At sammenligne størrelsen på et atom med objekter, der er store nok til at se uden et mikroskop, kræver meget større størrelsesordrer. Antag, at du sammenligner et atom, der har en diameter på 0,1 nm med et AAA-batteri i størrelse, der har en diameter på 1 cm. Ved at konvertere begge enheder til målere og bruge videnskabelig notation udtrykkes målingerne som 10-10 m og 10-1 m, henholdsvis. For at finde forskellen i størrelsesordrer trækkes eksponenten -10 fra eksponenten -1. Størrelsesordenen er -9, så atomets diameter er ni størrelsesordener mindre end batteriet. Med andre ord kan en milliard atomer stikke op langs batteriets diameter.
Tykkelsen på et ark papir er ca. 100.000 nanometer eller 105 nm. Et ark papir er omkring seks størrelsesordener tykkere end et atom. I dette eksempel ville en stak på 1.000.000 atomer være den samme tykkelse som papirark.
Ved anvendelse af aluminium som et specifikt eksempel har et aluminiumatom en diameter på ca. 0,18 nm sammenlignet med en skilling, der har en diameter på ca. 18 mm. Dime diameter er otte størrelsesordener større end aluminiumatom.
Blå hvaler til honningbier
For perspektiv kan du sammenligne masserne af to objekter, der kan observeres uden mikroskop, og som også er adskilt af flere størrelsesordener, såsom massen af en blåhval og en honningbi. En blåhval vejer ca. 100 tons eller 108 gram. En honningbier vejer ca. 100 mg eller 10-1 g. Hvalen er ni størrelsesordener mere massiv end honningbien. En milliard honningbier har omtrent den samme masse som en blåhval.