1 ангстрем это: Полное объяснение и практические примеры
Ангстрем — это единица измерения длины, которая часто встречается в физике, химии и материаловедении. Несмотря на то, что она не входит в Международную систему единиц (СИ), ангстрем остаётся популярным в научных публикациях и технической литературе. В этой статье мы разберём, что такое ангстрем, откуда он возник, как его использовать в практических задачах и почему он до сих пор остаётся актуальным.
Что такое ангстрем?
Ангстрем (обозначается Å) — это единица длины, равная 10‑10 метра, то есть десятьдесятому нанометру. В буквальном смысле это 0,1 нанометра. Такая длина соответствует порядку длины атомных и молекулярных структур, поэтому ангстрем удобно использовать при описании размеров кристаллических решёток, длины ковалентных связей и других микроскопических объектов. В научной литературе ангстрем часто заменяется на метры, но в инженерных и лабораторных расчетах он сохраняет свою популярность благодаря простоте и привычности.
История и происхождение термина
Термин «ангстрем» был введён шведским физиком Пьером Эрнстом Ангстремом в 1918 году. Он предложил использовать эту единицу для измерения атомных размеров, поскольку она удобно вписывается в масштабы, характерные для атомов и молекул. Ангстрем получил широкое признание в научном сообществе, и с тех пор он стал стандартной единицей в кристаллографии, спектроскопии и других областях, где важна точность измерений на атомном уровне. Несмотря на то, что СИ в 1960‑х годах официально отказалась от ангстрема как от официальной единицы, он продолжает использоваться в научных публикациях, особенно в англоязычной литературе.
Практическое применение ангстрема в науке
В кристаллографии ангстрем используется для описания параметров решётки. Например, если длина параметра решётки кристалла кремния составляет 5,43 Å, это означает, что расстояние между ближайшими атомами кремния равно 0,543 нм. В спектроскопии длина волны фотонов, взаимодействующих с молекулами, часто выражается в ангстремах, что облегчает сравнение с данными из таблиц молекулярных спектров. В материаловедении ангстрем позволяет быстро оценить размер пор, толщину слоёв и расстояния между атомами в новых материалах, не прибегая к сложным преобразованиям единиц.
Как измерить один ангстрем
В лабораторных условиях измерение длины в ангстремах обычно осуществляется с помощью кристаллографических приборов, таких как рентгеновские дифракционные установки. При измерении кристаллической решётки рентгеновские лучи рассеиваются, и угол рассеяния позволяет рассчитать расстояние между атомами, используя уравнение Бренеля. Кроме того, в спектроскопии ультрафиолетовых и видимых лучей длина волны фотонов измеряется с помощью спектрометров, и значения часто конвертируются в ангстремы для удобства сравнения с теоретическими предсказаниями. В современных цифровых измерениях часто используют преобразование из метра в ангстрем автоматически, так как 1 Å = 1×10⁻¹⁰ м.
Сравнение с другими единицами длины
Ангстрем находится между нанометром и пикосекундой в шкале измерений. Один ангстрем равен 0,1 нанометра, а 10 ангстремов составляют 1 нанометр. В отличие от метра, который используется в СИ, ангстрем позволяет быстро ориентироваться в размерах атомов и молекул без необходимости умножать и делить на десятичные степени. В инженерных задачах, где важна точность до десятков нанометров, ангстрем остаётся удобной единицей, поскольку его значение легко переводится в метры и наоборот.
Заключение
Ангстрем — это компактная и удобная единица измерения длины, которая остаётся востребованной в научных и инженерных областях, где важны микроскопические масштабы. Понимание того, как и когда использовать ангстрем, позволяет более точно и быстро интерпретировать данные, связанные с атомными и молекулярными структурами. Независимо от того, работаете ли вы в кристаллографии, спектроскопии или материаловедении, знание и практическое применение ангстрема сделают ваши расчёты более понятными и точными.