RehberlerBilimsel Uzunluk Birimleri: Ångström, Nanometre, Mikrometre ve Daha Fazlası
Bilimsel Uzunluk Birimleri: Ångström, Nanometre, Mikrometre ve Daha Fazlası
Kimya, fizik ve malzeme biliminde kullanılan angström, nanometre, mikrometre, pikometre ve ilgili bilimsel uzunluk birimlerinde gezinin.
Bilimin neden küçük uzunluk birimlerine ihtiyacı var?
Atomlar, moleküller, ışığın dalga boyları ve kristal kafesler milimetreden çok daha küçüktür. Tekrar tekrar 0,000 000 000 2 m demek okunamaz. Ön ekli SI birimler ve birkaç geleneksel bilimsel birim, sayıları insan ölçeğine yakın tutar.
Mikrometre (μm), hücreleri ve birçok üretim toleransını kapsar. Nanometre (nm), görünür ışık dalga boylarını ve nanopartikül boyutlarını kapsar. 0,1 nm veya 10⁻¹⁰ m'ye eşit olan angström (Å), bağ uzunlukları için kristalografi ve kimyada yaygın olarak kalır.
Pikometreler ve femtometreler nükleer ve hassas atomik bağlamlarda görünür. Aralarında seçim yapmak, farklı fizikle değil, okunabilirlik ve topluluk kurallarıyla ilgilidir.
Kimya ve kristalografide ångström
Tipik kovalent bağ uzunlukları bir ila iki angström civarındadır. X-ışını kristalografisi kağıtları genellikle kafes parametrelerini angström cinsinden rapor eder. Nanometreye dönüştürmek ×0,1 oranında bir kaymadır: 1,54 Å = 0,154 nm. Pikometreye dönüştürmek 100 ile çarpılır: 1,54 Å = 154 pm; kuantum kimyası çıktılarında bazen tercih edilir.
SI Püristler nanometre veya pikometreyi tercih eder ve birçok dergi ikisini de kabul eder. İşbirliği yaparken tablolar için bir birim üzerinde anlaşın ve ek verileri tutarlı bir şekilde dönüştürün. Gözden geçirenler, Şekil 1'in nm kullandığını ve Tablo 2'nin dönüşüm notu olmadan Å kullandığını fark ederler.
Sıradan kullanımda 1 Å = 10⁻¹⁰ m olduğundan, dönüştürme on'un temiz kuvvetidir; ondalık aritmetik için idealdir ve geleneksel birim çarpanlarına göre egzotik kayan nokta dramasına daha az eğilimlidir. Yine de her sütunu etiketleyin; temiz matematik belirsiz başlıkları mazur görmez.
Optik ve nanoteknolojide nanometreler
Görünür ışık kabaca 400-700 nm'yi kapsar. Bir lazeri 532 nm olarak belirtmek 5,32 × 10⁻⁷ m'den daha nettir. İnce film kaplamalar ve kırınım sorunları doğal olarak nanometrelerde yaşar. Yalnızca bilimsel gösterimi gören öğrenciler nanometreye çevirirken sıklıkla sıfırları yanlış sayarlar; her iki formu da yan yana uygularlar.
Yarı iletken süreç düğümleri geçmişte nanometre markalamayı kullanmıştır; Pazarlama düğümlerini fiziksel kapı uzunluklarına göre dikkatli bir şekilde yorumlayın. Yine de nanometre, küçük elektronik özelliklerin dilsel evi olmaya devam ediyor. Nanopartiküller üzerindeki malzeme kağıtları da aynı şekilde varsayılan olarak çaplar için nm'yi ve yüzey alanı için m²/g'yi kullanır; bu miktar türlerini karıştırmayın.
nm → m'yi 10⁻⁹ ile çarparak dönüştürün. 1 000'e bölerek nm → µm'ye dönüştürün. Laboratuvar defterlerinde on'un kuvvetlerini açık bir şekilde saklayın. Her dönüşümden sonra yapılan tek satırlık boyut kontrolü, çoğu transkripsiyon hatasını kağıt taslağına girmeden önce yakalar.
Biyoloji ve işlemede mikrometreler
Bakteri boyutları, insan hücresi çapları ve mikrofabrik kanallar genellikle mikrometre cinsinden ifade edilir. 7-8 µm düzeyindeki bir kırmızı kan hücresi klasik bir öğretim örneğidir. Bitki hücreleri ve birçok protozoa onlarca veya yüzlerce mikrometreye kadar uzanır; bu nedenle biyoloji derslerinde şerbetçiotu önekleri cümlenin ortasında yer alır.
Hassas işleme ve metroloji, toleransları mikrometre (veya atölye argosunda mikron) cinsinden belirtebilir. Bir çizimin mikronunun mikrometre anlamına gelip gelmediğini doğrulayın; modern uygulamada neredeyse her zaman evet. Bir çizim µm toleranslarını inç nominalleriyle karıştırdığında, müşteriye kapasite teklifinde bulunmadan önce bir sistemi otoriteye dönüştürün.
Optik mikroskop çözünürlüğü tartışmaları, tekniğe bağlı olarak mikrometre ve nanometre ölçeklerini bulanıklaştırır. Üniteyi cihazın anlamlı hassasiyetiyle eşleştirin. Bir cihazdan 12,345 µm'nin 0,2 µm'ye raporlanması, milimetreden dönüştürme sonrasında yanlış güven yaratır.
Planck uzunluk ve diğer ekstrem birimler
Planck uzunluk (~1,6 × 10⁻³⁵ m), laboratuvar ölçüm çubuğu değil, temel sabitlerden oluşan teorik bir ölçektir. Dönüştürücüler bunu eğitim amaçlı olarak dahil edebilir; parçaların işlenmesi için değildir. Planck uzunluğa kadar ölçüm yapılmasına ilişkin herhangi bir pratik iddiayı, birimin rolünün yanlış anlaşılması olarak değerlendirin.
Bohr yarıçapları ve ilgili atomik birimler kuantum kimyasında görülür. SI dostu tablolardaki deneysel bağ uzunluklarını karşılaştırırken metreye veya pikometreye dönüştürün. Tam olarak tekrarlanabilirliğe ihtiyacınız varsa, paketinizin varsaydığı CODATA veya yazılım varsayılan Bohr yarıçapını belgeleyin.
Ekstrem birimler ölçek istiflemeyi öğretir: Planck uzunluklardan gözlemlenebilir evrene kadar uzanan düzinelerce büyüklük sırası. Önekli sayaçlar ve bilimsel gösterim köprülerdir. Laboratuvar duvarındaki tek sayfalık ölçek merdiveni (nm, µm, mm, m) başka bir önek bilgisi slaytından daha fazla hatayı önler.
Bilimsel dönüşüm için en iyi uygulamalar
Birimlerle ilgili durum belirsizlikleri. 1,540 0 Å'u nanometreye dönüştürmek önemli rakamları korumalıdır: eğer hassasiyet gerçekse 0,154 00 nm.
ångström ve nanometreleri aynı sütunda etiketsiz olarak karıştırmaktan kaçının. Sessiz birim değişiklikleri sık görülen bir çizim hatası kaynağıdır.
SI önekleri için güvenilir bir dönüştürücü veya on'un tam katlarını kullanın. Geleneksel birimler ve özel astronomik uzunluklar için dikkatli faktör araması yapın.
İlgili dönüştürücüler
Sıkça sorulan sorular
Bir ångström'de kaç nanometre vardır?
Bir angström 0,1 nanometreye (ve 100 pikometre) eşittir. Nanometreyi elde etmek için angström'ü 0,1 ile çarpın.
Mikron mikrometre ile aynı mıdır?
Yaygın bilimsel ve mühendislik kullanımında evet: mikron, mikrometre (10⁻⁶ m) için resmi olmayan bir dildir. Resmi yazılarda mikrometreyi tercih edin.
Bir makalede angström mü yoksa nanometre mi kullanmalıyım?
Dergiyi ve alanınızın normlarını takip edin. Kristalografi sıklıkla hâlâ ångström'leri kullanıyor; Nanobilimin çoğu nanometreyi tercih ediyor. Bir taslaktaki tutarlılık en önemli husustur.