วิธีเปรียบเทียบขนาดของอะตอม

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• อะตอมขนาดเล็ก
• หน่วยและสเกล
• พลังของ 10 และสัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์
• การเปรียบเทียบอะตอมกับวัตถุขนาดใหญ่
• ปลาวาฬสีน้ำเงินกับผึ้ง

เมื่อเปรียบเทียบอะตอมกับวัตถุขนาดใหญ่ - ด้วยขนาดที่ไม่เท่ากัน - ลำดับความสำคัญแสดงให้เห็นถึงวิธีการวัดความแตกต่างของขนาด คำสั่งของขนาดช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบค่าประมาณของวัตถุขนาดเล็กมากเช่นมวลหรือเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก คุณสามารถกำหนดลำดับความสำคัญโดยใช้สัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์เพื่อแสดงการวัดเหล่านี้และวัดความแตกต่าง

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ในการเปรียบเทียบขนาดของอะตอมขนาดใหญ่กับอะตอมที่เล็กกว่ามากคำสั่งของขนาดช่วยให้คุณสามารถวัดความแตกต่างของขนาดได้ สัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์ช่วยให้คุณแสดงการวัดเหล่านี้และกำหนดค่าให้กับความแตกต่าง

อะตอมขนาดเล็ก

เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของอะตอมคือ 0.1 ถึง 0.5 นาโนเมตร หนึ่งเมตรมี 1,000,000,000 นาโนเมตร หน่วยที่เล็กกว่าเช่นเซนติเมตรและมิลลิเมตรซึ่งโดยปกติจะใช้ในการวัดวัตถุขนาดเล็กที่พอดีกับมือของคุณยังคงมีขนาดใหญ่กว่านาโนเมตรมาก เพื่อดำเนินการต่อไปนี้มี 1,000,000 นาโนเมตรในหนึ่งมิลลิเมตรและ 10,000,000 นาโนเมตรในหนึ่งเซนติเมตร บางครั้งนักวิจัยทำการวัดอะตอมในหน่วย ansgtoms ซึ่งเป็นหน่วยที่เท่ากับ 10 นาโนเมตร ช่วงขนาดของอะตอมคือ 1 ถึง 5 อังสตรอม หนึ่งอังสตรอมเท่ากับ 1 / 10,000,000 หรือ 0.0000000001 เมตร

หน่วยและสเกล

ระบบเมตริกช่วยให้การแปลงระหว่างหน่วยเป็นเรื่องง่ายเพราะมันขึ้นอยู่กับพลังของ 10 แต่ละกำลังของ 10 เท่ากับหนึ่งลำดับความสำคัญ ยูนิตทั่วไปบางส่วนสำหรับการวัดความยาวหรือระยะทางรวมถึง:

พลังของ 10 และสัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์

แสดงพลังของ 10 โดยใช้สัญกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่ตัวเลขเช่น a ถูกคูณด้วย 10 ยกกำลังแบบเลขชี้กำลัง n สัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์ใช้กำลังเลขชี้กำลังของ 10 โดยที่เลขชี้กำลังเป็นจำนวนเต็มที่แสดงถึงจำนวนศูนย์หรือตำแหน่งทศนิยมในค่าเช่น: x 10n

เลขชี้กำลังทำให้ตัวเลขจำนวนมากมีค่าศูนย์แบบยาวหรือตัวเลขขนาดเล็กที่มีทศนิยมหลายตำแหน่งสามารถจัดการได้ง่ายกว่ามาก หลังจากการวัดวัตถุสองขนาดที่มีขนาดแตกต่างกันอย่างมากด้วยหน่วยเดียวกันให้แสดงการวัดในรูปแบบทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้ง่ายต่อการเปรียบเทียบวัตถุเหล่านั้นด้วยการกำหนดลำดับความสำคัญระหว่างตัวเลขทั้งสอง คำนวณลำดับความสำคัญระหว่างค่าสองค่าด้วยการลบความแตกต่างระหว่างเลขชี้กำลังสองค่า

ตัวอย่างเช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดเกลือมีขนาด 1 มม. และเบสบอลขนาด 10 ซม. เมื่อแปลงเป็นเมตรและแสดงเป็นสัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์คุณสามารถเปรียบเทียบการวัดได้อย่างง่ายดาย เม็ดเกลือมีขนาด 1 x 10^-3 m และทีมเบสบอลมีขนาด 1 x 10^-1 ม. การลบ -1 จาก -3 จะได้ผลลัพธ์เป็นลำดับขนาด -2 เม็ดเกลือมีขนาดเล็กกว่าเบสบอลสองคำสั่ง

การเปรียบเทียบอะตอมกับวัตถุขนาดใหญ่

การเปรียบเทียบขนาดของอะตอมกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่พอที่จะมองเห็นได้โดยไม่ต้องใช้กล้องจุลทรรศน์นั้นต้องการขนาดที่ใหญ่กว่ามาก สมมติว่าคุณเปรียบเทียบอะตอมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 nm กับแบตเตอรี่ AAA ขนาดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ซม. แปลงทั้งสองหน่วยเป็นเมตรและใช้สัญลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์แสดงการวัดเป็น 10^-10 เมตรและ 10^-1 เมตรตามลำดับ หากต้องการหาความแตกต่างในลำดับของขนาดให้ลบเลขชี้กำลัง -10 จากเลขชี้กำลัง -1 ลำดับความสำคัญคือ -9 ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมคือขนาดเก้าคำสั่งของขนาดเล็กกว่าแบตเตอรี่ กล่าวอีกนัยหนึ่งอะตอมหนึ่งพันล้านอะตอมอาจเรียงตัวกันตามเส้นผ่านศูนย์กลางของแบตเตอรี่

ความหนาของแผ่นกระดาษประมาณ 100,000 นาโนเมตรหรือ 105 นาโนเมตร แผ่นกระดาษมีขนาดความหนาของอะตอมประมาณหกคำสั่ง ในตัวอย่างนี้อะตอมที่มี 1,000,000 อะตอมจะมีความหนาเท่ากับแผ่นกระดาษ

การใช้อลูมิเนียมเป็นตัวอย่างเฉพาะอะตอมอลูมิเนียมมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 0.18 นาโนเมตรเมื่อเทียบกับค่าเล็กน้อยที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 18 มม เส้นผ่านศูนย์กลางของค่าเล็กน้อยนั้นมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมอลูมิเนียมถึงแปดคำสั่ง

ปลาวาฬสีน้ำเงินกับผึ้ง

สำหรับมุมมองให้เปรียบเทียบมวลของวัตถุสองชิ้นที่สามารถสังเกตได้โดยไม่ใช้กล้องจุลทรรศน์และแยกออกจากกันด้วยลำดับความสำคัญหลายอย่างเช่นมวลของวาฬสีน้ำเงินและผึ้ง ปลาวาฬสีน้ำเงินมีน้ำหนักประมาณ 100 เมตริกตันหรือ 10⁸ กรัม ผึ้งตัวหนึ่งมีน้ำหนักประมาณ 100 มก. หรือ 10^-1 ก. ปลาวาฬคือเก้าคำสั่งของขนาดใหญ่กว่าผึ้ง ผึ้งหนึ่งพันล้านตัวมีมวลประมาณเดียวกันกับวาฬสีน้ำเงินหนึ่งตัว