指南科學長度單位：Ångström、奈米、微米等
科學長度單位：Ångström、奈米、微米等
瀏覽化學、物理和材料科學中使用的埃姆、奈米、微米、皮米和相關科學長度單位。
為什麼科學需要微小的長度單位
原子、分子、光的波長和晶格都遠小於毫米。重複說 0.000 000 000 2 m 是不可讀的。前綴 SI 單位和一些傳統的科學單位使數字接近人類規模。
微米 (μm) 涵蓋了電池和許多製造公差。奈米 (nm) 涵蓋可見光波長和奈米顆粒尺寸。 ångström (Å) 等於 0.1 nm 或 10⁻10 m，在晶體學和化學中的鍵長中仍然很常見。
皮米和飛米出現在核和精密原子環境中。在它們之間進行選擇是為了可讀性和社區慣例，而不是不同的物理原則。
化學和晶體學中的 ångström
典型的共價鍵長度約為一到兩埃。 X 射線晶體學論文通常以埃斯特倫為單位報告晶格參數。轉換為奈米即偏移 ×0.1：1.54 Å = 0.154 nm。轉換為皮米乘以 100：1.54 Å = 154 pm — 有時在量子化學輸出中更受歡迎。
SI 純粹主義者喜歡納米或皮米，許多期刊都接受其中一種。協作時，就表格的單位達成一致，並在補充資料中保持一致的轉換。審閱者註意到圖 1 使用 nm 而表 2 使用 Å 時沒有轉換說明。
由於在日常使用中 1 Å = 10⁻10 m，因此換算後是 10 的乾淨冪，非常適合十進制算術，而且與常規單位因子相比，更不容易出現奇異的浮點戲劇。仍然標記每一列；乾淨的數學並不能成為模稜兩可的標題的藉口。
光學和奈米技術中的奈米
可見光的波長約為 400–700 nm。將雷射指定為 532 nm 比 5.32 × 10⁻⁷ m 更清晰。薄膜塗層和繞射問題自然存在於奈米級。只看過科學計數法的學生在轉換為奈米時經常會錯誤地計算零——並排練習這兩種形式。
半導體製程節點歷史上使用奈米品牌；謹慎解釋行銷節點與實體門長度。儘管如此，奈米仍然是小型電子特徵的語言家園。關於奈米顆粒的材料論文同樣預設直徑為 nm，表面積為 m²/g，不要混合這些數量類型。
透過乘以 10⁻⁹ 將 nm → m 轉換。透過除以 1 000 將 nm → µm 轉換。在實驗筆記本中明確保留 10 的冪。每次轉換後進行單行尺寸檢查，可以在大多數轉錄錯誤進入紙本草稿之前發現它們。
生物學和機械加工中的微米
細菌大小、人體細胞直徑和微加工通道通常以微米為單位。 7-8 µm 大小的紅血球是經典的教學範例。植物細胞和許多原生動物的體積可以達到數十或數百微米，這就是為什麼生物學講座在句子中間跳躍前綴的原因。
精密加工和計量可能會以微米（或商店行話中的微米）為單位指定公差。確認繪圖的微米是否意味著微米——在現代實踐中幾乎總是肯定的。當圖紙將微米公差與英寸公差混合在一起時，請在向客戶報價之前將系統轉換為權威系統。
光學顯微鏡分辨率的討論模糊了微米和奈米尺度，取決於技術。將單位與儀器有意義的精度相匹配。將儀器的 12.345 µm 報告為 0.2 µm，在從毫米轉換後會產生錯誤的置信度。
Planck長度和其他極端單位
Planck 長度（~1.6 × 10⁻3⁵ m）是基本常數的理論尺度，而不是實驗室量尺。轉換器可能會將其包含在教育目的中；它不適用於加工零件。將任何測量到 Planck 長度的實際主張視為對單位作用的誤解。
玻爾半徑和相關原子單位出現在量子化學中。與 SI 友善表中的實驗鍵長進行比較時，轉換為米或皮米。如果您需要精確的再現性，請記錄您的軟體包假定的 CODATA 或軟體預設玻爾半徑。
極端單位教導尺度堆疊：從Planck長度到可觀測宇宙跨越了幾十個數量級。前綴米和科學計數法是橋樑。實驗室牆上的一頁刻度梯（nm、μm、mm、m）比另一張前綴瑣事幻燈片可以防止更多錯誤。
科學轉換的最佳實踐
說明單位的不確定性。將 1.540 0 Å 轉換為奈米應保留有效數字：如果精度是真實的，則為 0.154 00 nm。
避免在沒有標籤的情況下將埃姆和奈米混合在同一列中。無聲的單位變化是繪圖錯誤的常見來源。
使用可信任轉換器或 10 的精確冪作為 SI 前綴。保留對習慣單位和特殊天文長度的仔細因子查找。
相關換算器
常見問題
埃姆有多少奈米？
1 ngström 等於 0.1 奈米（100 皮米）。將 ångströms 乘以 0.1 即可得到奈米。
微米和微米一樣嗎
在常見的科學和工程用法中，是的：微米是微米 (10⁻⁶ m) 的非正式語言。在正式写作中更喜欢使用微米。
我應該在論文中使用埃姆還是奈米？
遵循期刊和您所在領域的規範。晶體學通常仍然使用埃格斯特倫（ångströms）；奈米科學的大部分內容更喜歡納米。手稿的一致性最為重要。