Ángström historia, användningsområden och motsvarigheter

4183
David Holt
Ángström historia, användningsområden och motsvarigheter

De ångström är en längdenhet som används för att uttrycka det linjära avståndet mellan två punkter; särskilt mellan två atomkärnor. Motsvarar 10-8 cm eller 10-10 m, mindre än en miljardedel av en meter. Därför är det en enhet som används för mycket små dimensioner. Det representeras av bokstaven i det svenska alfabetet Å, till ära för fysikern Ander Jonas Ångström (nedersta bilden), som introducerade denna enhet under sin forskning.

Angström finner användning inom olika områden inom fysik och kemi. Eftersom det är en så liten längdmätning, är det ovärderligt med avseende på noggrannhet och bekvämlighet vid mätningar av atomförhållanden; såsom atomradie, bindningslängder och våglängder för det elektromagnetiska spektrumet.

Porträtt av Anders Ångström. Källa: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg [Public domain].

Även om det i många av dess användningar förflyttas av SI-enheter, såsom nanometer och pikometer, är det fortfarande giltigt i områden som kristallografi och i studier av molekylära strukturer..

Artikelindex

  • 1 Historia
    • 1.1 Uppkomst av enhet
    • 1.2 Synligt spektrum
    • 1.3 Å och SI
  • 2 användningsområden
    • 2.1 Atomradier
    • 2.2 Kemi och fysik i fast tillstånd
    • 2.3 Kristallografi
    • 2.4 Våglängder
  • 3 ekvivalenser
  • 4 Referenser

Berättelse

Enhetens framväxt

Anders Jonas Ångström föddes i Lödgo, en svensk stad, den 13 augusti 1814 och dog i Uppsala (Sverige) den 21 juni 1874. Han utvecklade sin vetenskapliga forskning inom fysik och astronomi. Han anses vara en av pionjärerna i studien av spektroskopi.

Ångström undersökte värmeledning och sambandet mellan elektrisk ledningsförmåga och värmeledningsförmåga.

Genom att använda spektroskopi kunde han studera den elektromagnetiska strålningen från olika himmellegemer och upptäckte att solen var gjord av väte (och andra element som genomgår kärnreaktioner).

Ångström är skyldig en karta över solspektret. Denna karta utarbetades så detaljerat att den omfattar tusen spektrallinjer, där han använde en ny enhet: Å. Därefter blev användningen av denna enhet utbredd och namngavs för att hedra den person som introducerade den.

År 1867 undersökte Ångström spektrumet av elektromagnetisk strålning från norrsken och upptäckte närvaron av en ljus linje i det grön-gula området med synligt ljus..

1907 användes Å för att definiera våglängden för en röd linje som avger kadmium, dess värde är 6.438,47 Å.

Synligt spektrum

Ångström ansåg det lämpligt att introducera enheten för att uttrycka de olika våglängderna som utgör solens spektrum; särskilt i området med synligt ljus.

När en solljusstråle faller på ett prisma bryts det framväxande ljuset ner i ett kontinuerligt spektrum av färger, allt från violett till rött; går igenom indigo, grönt, gult och orange.

Färger är ett uttryck för de olika längder som finns i synligt ljus, mellan cirka 4 000 Å och 7 000 Å.

När en regnbåge observeras kan det beskrivas att den består av olika färger. Dessa representerar de olika våglängderna som utgör synligt ljus, som sönderdelas av vattendropparna som passerar genom det synliga ljuset..

Även om de olika våglängderna (λ) som utgör solens spektrum uttrycks i Å, är det också ganska vanligt att uttrycka dem i nanometer (nm) eller millimikra som motsvarar 10-9 m.

Å och SI

Även om enheten Å har använts i många undersökningar och publikationer i vetenskapliga tidskrifter och i läroböcker, är den inte registrerad i det internationella systemet för enheter (SI).

Tillsammans med Å finns det andra enheter som inte är registrerade i SI; De fortsätter dock att användas i publikationer av annan natur, vetenskapliga och kommersiella..

Applikationer

Atomstrålar

Enheten Å används för att uttrycka dimensionen av atomernas radie. En atoms radie erhålls genom att mäta avståndet mellan kärnorna i två kontinuerliga och identiska atomer. Detta avstånd är lika med 2 r, så atomradien (r) är hälften av den.

Atomernas radie svänger runt 1 Å, så det är bekvämt att använda enheten. Detta minimerar felen som kan göras vid användning av andra enheter, eftersom det inte är nödvändigt att använda kraften på 10 med negativa exponenter eller siffror med ett stort antal decimaler.

Till exempel har vi följande atomradier uttryckta i ångström:

-Klor (Cl), har en atomradie på 1 Å

-Litium (Li), 1,52 Å

-Bor (B), 0,85 Å

-Kol (C), 0,77 Å

-Syre (O), 0,73 Å

-Fosfor (P), 1,10 Å

-Svavel (S), 1,03 Å

-Kväve (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Brom (Br), 1,14 Å

-Jod (I), 1,33 Å.

Även om det finns kemiska element med en atomradie större än 2 Å, bland dem:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Strontium (Sr) 2,15 Å

-Cesium (Cs) 2,65 Å.

Picometer vs Angström

Det är vanligt i kemitexter att hitta atomradier uttryckta i pikometrar (ppm), som är hundra gånger mindre än en ångström. Skillnaden multiplicerar helt enkelt ovanstående atomradier med 100; exempelvis är atomradien för kol 0,77 Å eller 770 ppm.

Halvledarkemi och fysik

Å används också för att uttrycka storleken på en molekyl och utrymmet mellan en atoms plan i kristallstrukturer. På grund av detta används Å i fast tillståndsfysik, kemi och kristallografi..

Dessutom används den i elektronmikroskopi för att ange storleken på mikroskopiska strukturer..

Kristallografi

Enheten Å används i kristallografistudier som använder röntgen som grund, eftersom dessa har en våglängd mellan 1 och 10 Å.

Å används i positronkristallografistudier inom analytisk kemi, eftersom alla kemiska bindningar ligger i intervallet 1 till 6 Å.

Våglängder

Å används för att uttrycka våglängderna (λ) för elektromagnetisk strålning, särskilt i området för synligt ljus. Till exempel motsvarar färgen grön en våglängd på 4 770 Å och färgen röd en våglängd på 6 231 Å.

Under tiden motsvarar ultraviolett strålning, nära synligt ljus, en våglängd på 3.543 Å.

Elektromagnetisk strålning har flera komponenter, inklusive: energi (E), frekvens (f) och våglängd (λ). Våglängden är omvänt proportionell mot energin och frekvensen för elektromagnetisk strålning.

Ju större våglängden är för elektromagnetisk strålning, desto lägre är dess frekvens och energi..

Likvärdigheter

Slutligen finns några ekvivalenser av Å med olika enheter tillgängliga, som kan användas som omvandlingsfaktorer:

-10-10 mätare / Å

-10-8 centimeter / Å

-10-7 mm / Å

-10-4 mikrometer (mikron) / Å.

-0,10 millimikron (nanometer) / Å.

-100 pikometer / Å.

Referenser

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 december 2018). Angstrom Definition (Fysik och kemi). Återställd från: thoughtco.com
  2. Wikipedia. (2019). Ångström. Återställd från: es.wikipedia.org
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
  4. Regents of the University of California. (nitton nittiosex). Elektromagnetiskt spektrum. Återställd från: cse.ssl.berkeley.edu
  5.  AVCalc LLC. (2019). Vad är ångström (enhet). Återställd från: aqua-calc.com
  6. Angström - Mannen och enheten. [PDF]. Återställd från: phycomp.technion.ac.il

Ingen har kommenterat den här artikeln än.