När man jämför atomer med större objekt - med stor skillnad i storlek - visar storleksordning hur man kan kvantifiera storleksskillnaderna. Med storleksordningar kan du jämföra ungefärligt värde på ett extremt litet objekt, till exempel massan eller diametern på en atom, med ett mycket större objekt. Du kan bestämma storleksordningen med hjälp av vetenskapliga notationer för att uttrycka dessa mätningar och kvantifiera skillnaderna.
TL; DR (för lång; läste inte)
Jämför storleken på en stor atom till en mycket mindre atom, med storleksordningarna kan du kvantifiera storleksskillnaderna. Vetenskapliga notationer hjälper dig att uttrycka dessa mätningar och tilldela skillnaderna ett värde.
Atomens lilla storlek |
En atoms medeldiameter är 0,1 till 0,5 nanometer. En meter innehåller 1 000 000 000 nanometer. Mindre enheter, till exempel centimeter och millimeter, som vanligtvis används för att mäta små föremål som kan passa i din hand, är fortfarande mycket större än en nanometer. För att föra detta vidare finns det 1 000 000 nanometer i en millimeter och 10 000 000 nanometer i en centimeter. Forskare mäter ibland atomer i ansgtoms, en enhet som är lika med 10 nanometer. Storleksområdet för atomer är 1 till 5 ångström. En ångström är lika med 1 /10.000.000 eller 0.0000000001 m.
Enheter och skala
Det metriska systemet gör det enkelt att konvertera mellan enheter eftersom det är baserat på krafter på 10. Varje effekt på 10 är lika med en ordning av storleken. Några av de vanligaste enheterna för att mäta längd eller avstånd inkluderar:
Uttrycka krafter om 10 med hjälp av vetenskaplig notation, där ett tal, såsom a, multipliceras med 10 som tas upp av en exponent, n. Vetenskaplig notation använder exponentiella krafter på 10, där exponenten är ett heltal som representerar antalet nollor eller decimaler i ett värde, till exempel: ax 10n Exponenten gör stora siffror med en lång nollserie eller små nummer med många decimaler mycket mer hanterbara. Efter mätning av två föremål av oerhört olika storlekar med samma enhet, uttrycka mätningarna i vetenskaplig notation för att göra det lättare att jämföra dem genom att bestämma storleksordningen mellan de två siffrorna. Beräkna storleksordningen mellan två värden genom att subtrahera skillnaden mellan dess två exponenter. Till exempel mäter diametern på ett saltkorn 1 mm och en baseball mäter 10 cm. När du konverteras till mätare och uttrycks i vetenskaplig notering kan du enkelt jämföra mätningarna. Saltkornet mäter 1 x 10 <-3> och basebollet mäter 1 x 10 <-1>. Att dra -1 från -3 resulterar i en storleksordning av -2. Saltkornet är två storleksordningar mindre än basebollet. Att jämföra en atoms storlek med objekt som är tillräckligt stora för att se utan mikroskop kräver mycket större storleksordningar. Anta att du jämför en atom som har en diameter på 0,1 nm med ett AAA-batteri i storlek som har en diameter på 1 cm. Om du konverterar båda enheterna till mätare och använder vetenskaplig notering uttrycker du mätningarna som 10 <-up> -10 m respektive 10 -1 m. För att hitta skillnaden i storleksordningarna drar du exponenten -10 från exponenten -1. Storleksordningen är -9, så atomens diameter är nio storleksordning mindre än batteriet. Med andra ord kan en miljard atomer ställa sig över batteriets diameter. Tjockleken på ett pappersark är cirka 100 000 nanometer eller 105 nm. Ett pappersark är ungefär sex storleksordningar tjockare än en atom. I det här exemplet skulle en bunt med 1 000 000 atomer vara samma tjocklek som pappersark. Med användning av aluminium som ett specifikt exempel har en aluminiumatom en diameter på cirka 0,18 nm jämfört med en krona med en diameter på cirka 18 mm. Dimens diameter är åtta storleksordningar större än aluminiumatomen. För perspektiv, jämför massorna av två föremål som kan observeras utan mikroskop och är också åtskilda av flera storleksordningar, till exempel massan av en blåval och en honungbi. En blåval väger cirka 100 ton eller 10 <8>. En honungsbin väger cirka 100 mg eller 10 <-1 g. Valen är nio storleksordning mer massiv än honungbiet. En miljard honungar har ungefär samma massa som en blåval.
Att jämföra atomer med större objekt
Blue Whales to Honeybees |
