یکای اندازه گیری آنگستروم چیست و چه کاربردی دارد؟

یکای اندازه گیری آنگستروم یک واحد است که معمولا در شاخه های مختلف علوم فیزیک و شیمی استفاده می شود. در شیمی، شعاع اتم ها و اندازه مولکول ها اغلب بر اساس واحدهای آنگستروم مشخص می شود.

آنگستروم یک واحد فاصله به اندازه ده میلیاردم یک متر است. بنابراین برای اندازه گیری فاصله های فوق العاده کوچک استفاده می شود. آنگستروم به عنوان یک حرف از الفبای سوئدی نمادگذاری شده است، زیرا این واحد اولین بار در حدود ۱۸۶۸ توسط فیزیکدان سوئدی Anders Jonas öngström ابداع شد. این فیزیکدان در حال تحقیق در مورد نور خورشید بود و به تحول در درک ما از نور بسیار کمک کرد. این دانشمند موسس رشته ای به نام طیف سنجی بوده است.

آنگستروم در واقع یک واحد SI نیست اگرچه هنوز در شاخه های خاصی از علم استفاده می شود. در سال ۱۹۶۰ آنگستروم به طور رسمی با استفاده از نور قرمز ناشی از طیف کادمیوم تعریف شد و معادل ۶۴۳۸.۴۷ تعیین شد. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

یکای اندازه گیری آنگستروم چیست؟

آنگستروم یک ده میلیاردم متر، ۰.۱ نانومتر و یا ۱۰۰ پیکومتر است.  نماد واحد آنگستروم Å است که یک حرف از الفبای سوئدی است. در اوایل سال ۱۹۷۸، کمیته بین المللی وزن و اندازه گیری (SI) خواستار توقف استفاده از این واحد اندازه گیری شد و از دانشمندان درخواست کرد از اعمال آنگستروم در تحقیقات خود خودداری کنند. استاندارد ملی آمریکا برای تمرین متریک نیز از استفاده از آن دلسرد شد و امروزه آنگستروم به عنوان یک واحد منسوخ در نظر گرفته می شود.

اگرچه کاربرد آنگستروم توسط دفتر بین المللی وزن و اندازه گیری (BIPM) و موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) منسوخ شده است، اما هنوز از این واحد در علوم و فناوری طبیعی به روش های زیر استفاده می شود.

• برای بیان اندازه اتم ها و مولکول ها
• برای بیان ساختارهای بیولوژیکی و میکروسکوپی
• طول پیوندهای شیمیایی
• چیدمان اتم ها در بلورها

کاربردهای متداول یکای اندازه گیری آنگستروم

آنگستروم  (Å) یک واحد SI نیست، اما می تواند به عنوان بخشی از سیستم متریک در نظر گرفته شود. بنابراین با سایر واحدهای SI به خوبی مطابقت دارد. با توجه به مقیاس این واحد طول، آنگستروم عمدتا هنگام برخورد با ساختارها یا پدیده های بسیار کوچک استفاده می شود.

ما اغلب شعاع اتم ها، یون ها یا مولکول ها را برحسب آنگستروم اندازه گیری می کنیم. به عنوان مثال، شعاع یک اتم هیدروژن در حدود ۰.۵۲ Å است، در حالی که شعاع کوالانسی اتم هایی مانند کلر، گوگرد و فسفر نزدیک به ۱ آنگستروم است.

همچنین برای اندازه گیری فضای بین صفحات یک ماتریس کریستالی از این واحد استفاده می شود. اجسام بسیار کوچک که با میکروسکوپ الکترونی مشاهده می شوند، اغلب بر اساس واحد پیوندهای شیمیایی مانند آنگستروم اندازه گیری می شوند.

در فیزیک خورشیدی و ستاره شناسی (جایی که نور خورشید و سایر ستارگان مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند) طیف سنجی اتمی آنگستروم یک واحد مشترک است. طبق سنت، طول موج های تابش الکترومغناطیسی در محدوده نور مرئی یا اشعه ایکس اغلب برحسب واحد آنگستروم بیان می شوند. نوار EMR مربوط به نور مرئی از ۷۰۰۰ Å در انتهای طیف نور قرمز تا ۴۰۰۰ Å گسترش می یابد.

واحد SI چیست؟

واحدهای SI سیستم استاندارد واحدهایی است که در سراسر جهان توسط دانشمندان برای توصیف طبیعت مورد استفاده قرار می گیرد. این واحدها ما را قادر می سازند تا به هر جنبه قابل تصور از طبیعت در شرایط خاص با مقادیر مشخص و پذیرفته شده جهانی مراجعه کنیم. بنابراین واحدهای SI این امکان را به ما می دهند که روابط ریاضی بین خواص مختلف طبیعی را به زبانی که همه دانشمندان می توانند درک کنند، تعریف کنیم.

«واحدهای SI» مخفف سیستم بین المللی واحدها، پرکاربردترین سیستم واحدها در جهان است و از نام فرانسویSystème international d’unités گرفته شده است. واحدهای SI شامل مقادیر پایه و مقادیر مشتق شده هستند که عموما با پیشوندهای ده دهی (مبنای ۱۰) سیستم متریک مطابقت دارند و ما را قادر می سازد تا مقیاس واحدهای خود را بدون زحمت تغییر دهیم.

هدف از واحدهای SI چیست؟

هدف از ایجاد نظام واحدها، برای پیشرفت و عمل به علم ضروری است. واحدهای SI تا به امروز نزدیکترین چیزی را که ما به واژگان یک زبان جهانی نیاز داریم، حداقل در علم نشان می دهند. دستور زبان و یا نحو بیان این واحدها با قواعد و تکنیک های ریاضیات است. تمام روابط ریاضی فیزیک و علم به عنوان روابط بین کمیت های فیزیکی پایه و یا مقادیر فیزیکی مشتق شده توسط واحدهای SI بیان می شود.

در گذشته طیف وسیعی از واحدها توسط دانشمندان در نقاط مختلف جهان مورد استفاده قرار می گرفت و این واحد ها  بر اساس مقادیر استاندارد شده یا مشتق پذیر جهانی نبود. به عنوان مثال، واحد اندازه گیری فاصله در دوران قدیم  stadion یا stade نامیده می شد و توسط تعدادی از فرهنگ ها از جمله یونانیان و مصریان مورد استفاده قرار می گرفت. نزدیکترین تقریب واحد مدرن آن کیلومتر (km) است اگرچه تنها یک پنجم فاصله آن حدود ۲۰۰ متر بود.

این بدان معناست که هنگام خواندن اسناد باستانی، ما همیشه فاصله های دقیق مورد نظر نویسنده را درک نمی کردیم  و به عنوان مثال نمی دانستیم طول استادیوم مورد نظر نویسنده در آن زمان چه مقدار بوده است. در چنین شرایطی نمی توان علم را به طور دقیق درک کرد.

این مشکل اساسا از زمان تولد علم مدرن تا سال ۱۹۶۰ که واحدهای SI به عنوان یک استاندارد بین المللی تصویب شد، وجود داشت. در آن زمان دانشمندان دقیقا تصمیم گرفتند که یک واحد از هر کدام از واحدهای SI چه مقدار است و تعاریف خود را به گونه ای بیان کردند که هر مقدار بنیادی بر اساس طبیعتی ثابت باشد تا همیشه بتوان آنها را مشتق کرد.

آیا یکای اندازه گیری آنگستروم کوچک تر از یک نانومتر است؟

آنگستروم واحد اندازه گیری طول برابر ۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱ متر است. نانومتر (nm) که ۱۰ برابر بزرگ تر است تا حد زیادی جایگزین این واحد اندازه گیری شده است.

 ۱ نانومتر = ۱۰ انگستروم

اندازه گیری های کوچک تر از یک آنگستروم نیز وجود دارد. ۱ پیکومتر ۱۰۰ برابر کوچکتر از آنگستروم است و ۱ فمتومتر (که به فرمی نیز معروف است) ۱۰۰۰۰۰ برابر کوچک تر از آنگستروم است و تقریبا به اندازه یک هسته اتم است.

کوچکترین واحد اندازه گیری چیست؟

کوچکترین واحد اندازه گیری مورد استفاده در جهان برای اندازه گیری داده ها، بیت است. یک واحد بیت می تواند دارای مقادیر ۰ یا ۱ باشد. بنابراین، یک بایت یا هشت بیت به عنوان واحد اصلی اندازه گیری داده ها استفاده می شود.

ضخامت آنگستروم چقدر است؟

در مورد نمونه های از یکای اندازه گیری آنگستروم در دنیای واقعی، ضخامت تار موی بسیار نازک انسان فقط ۵۰ میکرون یا ۵۰۰۰۰۰ آنگستروم خواهد بود. ضخامت یک ورق کاغذ حدود یک میلیون آنگستروم و ضخامت یک کارت اعتباری ۸ میلیون آنگستروم است.