Historie, použití a ekvivalence

3069
Philip Kelley
Historie, použití a ekvivalence

The angstrom je jednotka délky, která se používá k vyjádření lineární vzdálenosti mezi dvěma body; zejména mezi dvěma atomovými jádry. Rovná se 10-8 cm nebo 10-10 m, méně než jedna miliardtina metru. Jedná se tedy o jednotku používanou pro velmi malé rozměry. Představuje to písmeno švédské abecedy Å na počest fyzika Andera Jonase Ångströma (spodní obrázek), který tuto jednotku představil v průběhu svého výzkumu.

Angstrom nachází uplatnění v různých oblastech fyziky a chemie. Protože jde o tak malé měření délky, je neocenitelné pro přesnost a pohodlí při měření atomového poměru; jako je atomový poloměr, délky vazeb a vlnové délky elektromagnetického spektra.

Portrét Anderse Ångströma. Zdroj: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg [Public domain].

Přestože je v mnoha případech odsouzen jednotkami SI, jako je nanometr a pikometr, je stále platný v oblastech, jako je krystalografie a při studiu molekulárních struktur..

Rejstřík článků

  • 1 Historie
    • 1.1 Vznik jednoty
    • 1.2 Viditelné spektrum
    • 1.3 Å a SI
  • 2 použití
    • 2.1 Atomové poloměry
    • 2.2 Chemie a fyzika pevného skupenství
    • 2.3 Krystalografie
    • 2.4 Vlnové délky
  • 3 Ekvivalence
  • 4 Odkazy

Příběh

Vznik jednoty

Anders Jonas Ångström se narodil ve švédském městě Lödgo 13. srpna 1814 a zemřel ve švédské Uppsale 21. června 1874. Svůj vědecký výzkum rozvíjel v oblasti fyziky a astronomie. Je považován za jednoho z průkopníků ve studiu spektroskopie.

Ångström zkoumal vedení tepla a vztah mezi elektrickou vodivostí a tepelnou vodivostí.

Pomocí spektroskopie dokázal studovat elektromagnetické záření různých nebeských těles a zjistil, že slunce je tvořeno vodíkem (a dalšími prvky podstupujícími jaderné reakce)..

Ångström dluží mapu slunečního spektra. Tato mapa byla zpracována tak podrobně, že obsahuje tisíc spektrálních čar, ve kterých použil novou jednotku: Å. Následně se rozšířilo používání této jednotky pojmenované na počest osoby, která ji představila.

V roce 1867 Ångström zkoumal spektrum elektromagnetického záření ze severních světel a objevil přítomnost jasné linie v zeleno-žluté oblasti viditelného světla..

V roce 1907 bylo Å použito k definování vlnové délky červené čáry, která emituje kadmium, přičemž její hodnota byla 6 438,47 Å.

Viditelné spektrum

Ångström považoval za vhodné zavést jednotku k vyjádření různých vlnových délek, které tvoří spektrum slunečního světla; zejména v oblasti viditelného světla.

Když paprsek slunečního světla dopadne na hranol, vznikající světlo se rozloží na spojité spektrum barev, od fialové po červenou; procházející indigem, zelenou, žlutou a oranžovou.

Barvy jsou výrazem různých délek přítomných ve viditelném světle, mezi přibližně 4 000 Å a 7 000 Å.

Když je pozorována duha, lze podrobně popsat, že je složena z různých barev. Ty představují různé vlnové délky, které tvoří viditelné světlo, které se rozkládá kapkami vody, které procházejí viditelným světlem..

Ačkoli různé vlnové délky (λ), které tvoří spektrum slunečního světla, jsou vyjádřeny v Å, je také zcela běžné je vyjádřit v nanometrech (nm) nebo milimikách, které jsou ekvivalentní 10-9 m.

Å a SI

Ačkoli jednotka Å byla použita v mnoha výzkumech a publikacích ve vědeckých časopisech a v učebnicích, není registrována v Mezinárodním systému jednotek (SI).

Spolu s Å existují další jednotky, které nejsou registrovány v SI; Nadále se však používají v publikacích jiné povahy, vědeckých a komerčních..

Aplikace

Atomové poloměry

Jednotka Å se používá k vyjádření rozměru poloměru atomů. Poloměr atomu se získá měřením vzdálenosti mezi jádry dvou kontinuálních a identických atomů. Tato vzdálenost se rovná 2 r, takže atomový poloměr (r) je jeho polovina.

Poloměr atomů osciluje kolem 1 Å, takže je vhodné jednotku používat. Tím se minimalizují chyby, kterých lze dosáhnout při použití jiných jednotek, protože není nutné používat mocniny 10 se zápornými exponenty nebo čísly s velkým počtem desetinných míst.

Například máme následující atomové poloměry vyjádřené v angstromech:

-Chlor (Cl), má poloměr atomu 1 Å

-Lithium (Li), 1,52 Å

-Bor (B), 0,85 Å

-Uhlík (C), 0,77 Å

-Kyslík (O), 0,73 Á

-Fosfor (P), 1,10 Å

-Síra (S), 1,03 Á

-Dusík (N), 0,75 Á;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Brom (Br), 1,14 Å

-Jód (I), 1,33 Å.

Ačkoli existují chemické prvky s poloměrem atomu větším než 2 Å, mezi nimi:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Stroncium (Sr) 2,15 Å

-Cesium (Cs) 2,65 Å.

Picometer vs Angstrom

V textech chemie je obvyklé najít atomové poloměry vyjádřené v pikometrech (ppm), které jsou stokrát menší než angstrom. Rozdíl je prostě vynásobením výše uvedených atomových poloměrů 100; například atomový poloměr uhlíku je 0,77 Á nebo 770 ppm.

Chemie a fyzika pevných látek

Å se také používá k vyjádření velikosti molekuly a prostoru mezi rovinami atomu v krystalových strukturách. Z tohoto důvodu se Å používá ve fyzice pevných látek, chemii a krystalografii..

Kromě toho se používá v elektronové mikroskopii k označení velikosti mikroskopických struktur..

Krystalografie

Jednotka Å se používá ve studiích krystalografie, které používají jako základ rentgenové záření, protože tyto mají vlnovou délku mezi 1 a 10 Å.

Å se používá ve studiích pozitronové krystalografie v analytické chemii, protože všechny chemické vazby jsou v rozmezí 1 až 6 Å.

Vlnové délky

Å se používá k vyjádření vlnových délek (λ) elektromagnetického záření, zejména v oblasti viditelného světla. Například zelená barva odpovídá vlnové délce 4770 Å a červená barva vlnové délce 6 231 Å.

Mezitím ultrafialové záření blízké viditelnému světlu odpovídá vlnové délce 3 543 Å.

Elektromagnetické záření má několik složek, včetně: energie (E), frekvence (f) a vlnové délky (λ). Vlnová délka je nepřímo úměrná energii a frekvenci elektromagnetického záření.

Čím větší je vlnová délka elektromagnetického záření, tím nižší je jeho frekvence a energie..

Ekvivalence

Nakonec jsou k dispozici některé ekvivalence Å s různými jednotkami, které lze použít jako převodní faktory:

-10-10 metr / Å

-10-8 centimetr / Å

-10-7 mm / Å

-10-4 mikrometr (mikron) / Å.

-0,10 milimikronu (nanometr) / Å.

-100 pikometrů / Å.

Reference

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5. prosince 2018). Definice Angstromu (fyzika a chemie). Obnoveno z: thoughtco.com
  2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Obnoveno z: es.wikipedia.org
  3. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie. (8. vydání). Učení CENGAGE.
  4. Vladaři z University of California. (devatenáctset devadesát šest). Elektromagnetické spektrum. Obnoveno z: cse.ssl.berkeley.edu
  5.  AVCalc LLC. (2019). Co je angstrom (jednotka). Obnoveno z: aqua-calc.com
  6. Angstrom - Muž a jednotka. [PDF]. Obnoveno z: phycomp.technion.ac.il

Zatím žádné komentáře