Ångström (Å) — pituusyksikkö 0,1 nm: määritelmä ja käyttö
Ångström (Å) — pituusyksikkö 0,1 nm: selkeä opas määritelmään, käyttöön atomimitauksissa, kemiallisissa sidoksissa, spektrien ja mikrotason piirien mitoissa.
Angström tai ångström (symboli Å) on kansainvälisesti tunnustettu pituusyksikkö, joka ei ole SI-yksikkö. Se vastaa 0,1 nanometriä (nm). Se voidaan kirjoittaa tieteellisissä merkinnöissä muodossa 1×10−10 m (normalisoitu merkintätapa) tai 1 E-10 m (eksponentiaalinen merkintätapa) - molemmat tarkoittavat 1/10 000 000 000 metriä. Sitä käytetään joskus atomien kokojen, kemiallisten sidosten ja näkyvän valon spektrien pituuksien sekä integroitujen piirien osien mittojen ilmaisemiseen.
Määritelmä ja muunnokset
Yksi ångström on yhtä kuin 1×10−10 metriä eli 0,1 nanometriä. Usein käytettyjä vastaavuuksia:
- 1 Å = 0,1 nm
- 1 Å = 100 pikometriä (100 pm)
- 1 nm = 10 Å
- 1 m = 10 000 000 000 Å (1010 Å)
Käyttökohteet ja esimerkkejä
Ångström on kätevä yksikkö tilanteissa, joissa kiinnostuksen kohteena ovat atomien ja molekyylien kokoluokka tai valon aallonpituudet. Esimerkkejä:
- Kemialliset sidospituudet: tyypilliset sidospituudet ovat noin 1–2 Å (esim. C–C ≈ 1,54 Å).
- Atomien halkaisijat: atomien kovalenttiset säteet ovat usein luokkaa 0,5–2 Å.
- Valon aallonpituudet: näkyvän valon aallonpituudet ovat yleensä 400–700 nm → 4000–7000 Å, mutta spektroskopiassa käytetään mielellään myös Å-yksikköjä UV- ja röntgenspektrissä.
- Kiteiden ja pintarakenteiden mitat: röntgenkristallografiassa ja elektronimikroskopiassa kerätään tietoa kidehilojen etäisyyksistä Å-tarkkuudella.
- Nanofabrikaation ja pintakemian yhteydessä mitataan usein paksuuksia ja kerrospaksuuksia Å-yksiköin.
Historia ja symboli
Yksikkö on nimetty ruotsalaisen fyysikon Anders Jonas Ångströmin (1814–1874) mukaan, joka tutki muun muassa aurinkospektriä. Symboli on iso kirjain Å. Unicode-merkkeinä käytetään usein LATIN CAPITAL LETTER A WITH RING ABOVE (U+00C5) tai erikseen Ångström sign (U+212B), jotka ovat yhteensopivia käytännön teksteissä. Kansainvälisessä standardoinnissa suositellaan kuitenkin ilmaisemaan pituudet SI-yksiköin (metreinä) tutkimus- ja teknisissä julkilausumissa.
Huomioita SI-järjestelmästä ja käytännöstä
Vaikka ångström on laajalti ymmärretty ja käytetty erityisesti tietyillä tieteenaloilla, se ei ole osa SI-järjestelmää. Kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä kannustaa käyttämään metrejä ja niiden kerrannaisyksiköitä (esim. nanometri), mutta käytännön syistä Å saattaa esiintyä tieteellisissä julkaisuissa, erityisesti historiallisen tavan ja lukijakunnan vuoksi. Usein julkaisussa ilmoitetaan myös muunnos metreiksi selkeyden vuoksi.
Yhteenveto
Ångström on kätevä, pieni pituusyksikkö atomisten ja molekulaaristen etäisyyksien sekä aallonpituuksien kuvaamiseen. Se vastaa 0,1 nm tai 1×10−10 m. Vaikka se ei ole SI-yksikkö, sitä käytetään yleisesti monilla luonnontieteiden ja teknologian aloilla; silloin on hyvä ilmoittaa myös vastaava arvo SI-yksiköissä.
Historia
Ångström on nimetty ruotsalaisen fyysikon Anders Jonas Ångströmin (1814-1874) mukaan, joka on yksi spektroskopian perustajista ja joka tunnetaan myös astrofysiikan, lämmönsiirron, maanpäällisen magnetismin ja revontulien tutkimuksista.
Ångström loi vuonna 1868 auringon säteilyn spektrikartan, jossa sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus sähkömagneettisessa spektrissä ilmaistaan millimetrin kymmenmiljoonasosina eli 1×10 −10metrin kertoimina. Tämä pituusyksikkö tunnettiin myöhemmin nimellä ångström, Å.
Ihmisen näköherkkyys vaihtelee noin 4 000 ångströmistä (violetti) 7 000 ångströmiin (syväpunainen), joten ångströmin käyttö yksikkönä mahdollisti melko hyvän erottelukyvyn ilman murtolukuja. Koska se on lähellä atomi- ja molekyylirakenteiden mittakaavaa, siitä tuli suosittu myös kemiassa ja kiteytyksessä.
Nykyään ångströmin käyttö yksikkönä on vähemmän suosittua kuin ennen, ja sen sijaan käytetään usein nanometriä (nm) (sekä kansainvälinen paino- ja mittakomitea (International Committee for Weights and Measures) että amerikkalainen metrijärjestelmän kansallinen standardi (American National Standard for Metric Practice) ovat virallisesti luopuneet ångströmin käytöstä).
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on angström?
A: Angström tai ångström (symboli Å) on pituuden yksikkö, joka vastaa 0,1 nanometriä (nm).
K: Miten angström voidaan kirjoittaa tieteellisessä merkintätavassa?
V: Angström voidaan kirjoittaa muodossa 1×10-10 m (normalisoitu merkintätapa) tai 1 E-10 m (eksponentiaalinen merkintätapa).
K: Mitä angström edustaa?
V: Angstromia käytetään ilmaisemaan atomien kokoja, kemiallisten sidosten pituuksia ja näkyvän valon spektrejä sekä integroitujen piirien osien mittoja.
K: Kuinka leveä yksittäinen atomi on angströmeinä?
V: Yksittäinen atomi on noin kaksi ångströmiä leveä.
K: Kuinka paksu on ihmisen hius angströmeinä?
V: Ihmisen hius on noin miljoona ångströmiä paksu.
K: Mitä muita mittoja voidaan ilmaista angströmeinä?
V: Muita mittauksia, jotka voidaan ilmaista angströmeinä, ovat esimerkiksi kemiallisten sidosten pituudet ja integroitujen piirien osien mitat.
K: Miten käytät yksikkömuunnosta muuttaaksesi angströmit metreiksi?
V: Kun haluat muuntaa angströmit metreiksi, jaa angströmien määrä 10^10:llä.
Etsiä