Quando si confrontano gli atomi con oggetti più grandi - con una grande disparità nelle dimensioni - gli ordini di grandezza mostrano come quantificare le differenze di dimensioni. Gli ordini di grandezza consentono di confrontare il valore approssimativo di un oggetto estremamente piccolo, come la massa o il diametro di un atomo, in un oggetto molto più grande. È possibile determinare l'ordine di grandezza utilizzando la notazione scientifica per esprimere queste misurazioni e quantificare le differenze.
TL; DR (troppo lungo, non letto)
Per confrontare le dimensioni di un grande atomo a un atomo molto più piccolo, gli ordini di grandezza consentono di quantificare le differenze di dimensioni. Le notazioni scientifiche ti aiutano ad esprimere queste misurazioni e ad assegnare un valore alle differenze.
Le dimensioni minuscole degli atomi
Il diametro medio di un atomo è da 0,1 a 0,5 nanometri. Un metro contiene 1.000.000.000 di nanometri. Unità più piccole, come centimetri e millimetri, in genere utilizzate per misurare piccoli oggetti che possono essere inseriti nella mano, sono ancora molto più grandi di un nanometro. Per portare avanti questo, ci sono 1.000.000 di nanometri in un millimetro e 10.000.000 di nanometri in un centimetro. I ricercatori a volte misurano atomi in ansgtoms, un'unità che equivale a 10 nanometri. L'intervallo di dimensioni degli atomi è compreso tra 1 e 5 Angstrom. Un angstrom equivale a 1 /10.000.000 o 0.0000000001 m.
Unità e scala
Il sistema metrico rende facile la conversione tra le unità perché si basa su potenze di 10. Ogni potenza di 10 è uguale a un ordine di grandezza. Alcune delle unità più comuni per misurare la lunghezza o la distanza includono:
Potenze espresse di 10 utilizzando la notazione scientifica, in cui un numero, ad esempio a, viene moltiplicato per 10 generato da un esponente, n. La notazione scientifica utilizza i poteri esponenziali di 10, dove l'esponente è un numero intero che rappresenta il numero di zeri o le posizioni decimali in un valore, come ad esempio: ax 10n L'esponente fa grandi numeri con una lunga serie di zeri o piccoli numeri con molte cifre decimali molto più gestibili. Dopo aver misurato due oggetti di dimensioni molto diverse con la stessa unità, esprimere le misurazioni in notazione scientifica per rendere più facile il loro confronto determinando l'ordine di grandezza tra i due numeri. Calcola l'ordine di grandezza tra due valori sottraendo la differenza tra i suoi due esponenti. Ad esempio, il diametro di un grano di sale misura 1 mm e un baseball misura 10 cm. Quando convertito in metri ed espresso in notazione scientifica, puoi facilmente confrontare le misure. Il grano di sale misura 1 x 10 -3 me il baseball misura 1 x 10 -1 m. Sottraendo -1 da -3 si ottiene un ordine di grandezza di -2. Il grano di sale è più piccolo di due ordini di grandezza rispetto alla palla da baseball. Confrontare gli atomi con gli oggetti più grandi Confrontare le dimensioni di un atomo con oggetti abbastanza grandi da vedere senza un microscopio richiede ordini molto più grandi di magnitudine. Supponiamo che si confronti un atomo che ha un diametro di 0,1 nm con una batteria AAA di dimensioni che ha un diametro di 1 cm. Convertendo entrambe le unità in metri e usando la notazione scientifica, esprimete le misure come 10 -10 me 10 -1 m, rispettivamente. Per trovare la differenza tra gli ordini di grandezza, sottrarre l'esponente -10 dall'esponente -1. L'ordine di grandezza è -9, quindi il diametro dell'atomo è di nove ordini di grandezza inferiore alla batteria. In altre parole, un miliardo di atomi potrebbe allineare il diametro della batteria. Lo spessore di un foglio di carta è di circa 100.000 nanometri o 105 nm. Un foglio di carta è di circa sei ordini di grandezza più spesso di un atomo. In questo esempio, una pila di 1.000.000 di atomi avrebbe lo stesso spessore del foglio di carta. Usando l'alluminio come esempio specifico, un atomo di alluminio ha un diametro di circa 0,18 nm rispetto a un centesimo che ha un diametro di circa 18 mm. Il diametro della moneta è di otto ordini di grandezza maggiore dell'atomo di alluminio. Balene blu alle api mellifere Per prospettiva, confronta le masse di due oggetti che possono essere osservati senza un microscopio e sono separati anche da diversi ordini di grandezza, come la massa di una balenottera azzurra e un'ape. Una balenottera azzurra pesa circa 100 tonnellate, o 10 8 grammi. Un ape pesa circa 100 mg o 10 -1 g. La balena ha nove ordini di grandezza più massicci dell'ape mellifica. Un miliardo di api ha circa la stessa massa di una balena blu.
