НАНОМЕТР — это 📕 что такое НАНОМЕТР

Нанометр — это 📕 что такое нанометр

[править]использование

Нанометром часто пользуются, чтобы выразить размеры в атомном масштабе: диаметр атома гелия, например, составляет около 0,1 нм, а рибосомы — около 20 нм. Нанометр также широко применяется для определения длины волны электромагнитного излучения вблизи видимой части спектра и в диапазоне волны видимого света, от 400 до 800 нм.

В прошлом нанометр был известен как миллимикрометр или, чаще, миллимикрон для краткости — так как эта единица составляет 1/1000 микрона, она обозначалась символом mμ или (реже) μμ.[1][2][3] В 1960 году Национальным институтом стандартов и технологий США была принята приставка «нано-» как «одна миллиардная часть»[4].

Вычисления

В геометрии расстояние между двумя точками, А и В, с координатами A(x₁, y₁) и B(x₂, y₂) вычисляют по формуле:

В физике длина — всегда положительная скалярная величина. Ее можно измерить при помощи специального прибора, одометра. Расстояние измеряется по траектории движения тела. Важно не путать расстояние с перемещением — вектором, измеряемым по прямой от точки начала пути до точки конца пути. Перемещение и длина одинаковы по величине только если тело двигалось по прямой.

При известной частоте оборота колеса или его радиуса можно вычислить расстояние, пройденное этим колесом. Такие вычисления полезны, например, в велоспорте.

Литература

Дифракция света

Для возникновения дифракции света размер решеток должен быть порядка нанометров, поскольку дифракция возникает только в том случае, если размер препятствия меньше длины падающей волны.

Длина волны видимого спектра

Электромагнитный спектр состоит из континуума длин волн и частот, в которых распространяются электромагнитные волны. Они варьируются от радиоволн, наименее энергичных, до рентгеновских и гамма-лучей, наивысших энергий.

Посередине находится диапазон видимого света: набор длин волн, к которым чувствителен человеческий глаз.

Нанометр — очень подходящая единица измерения для этих длин волн. Вот ценности, которые отличают людей:

-Красный: 700 нм

-Оранжевый: 665 нм

-Желтый: 630 нм

-Зеленый: 600 нм.

-Синий: 550 нм.

-Индиго: 470 нм.

-Фиолетовый: 450 нм.

Длины волн за пределами красного известны как инфракрасный, а после фиолетового — радиация ультрафиолетовый. Солнце излучает электромагнитное излучение в основном на всех этих длинах волн.

Другие единицы

Лига — устаревшая единица длины, использовавшаяся раньше во многих странах. В некоторых местах ее до сих пор применяют, например, на полуострове Юкатан и в сельских районах Мексики. Это расстояние, которое человек проходит за час. Морская лига — три морских мили, примерно 5,6 километра.

Локоть — старинная величина, равная расстоянию от кончика среднего пальца до локтя. Эта величина была широко распространена в античном мире, в средневековье, и до нового времени.

Ярд используется в британской имперской системе мер и равен трем футам или 0,9144 метра. В некоторых странах, например в Канаде, где принята метрическая система, ярды используют для измерения ткани и длины бассейнов и спортивных полей и площадок, например, полей для гольфа и футбола.

Единицы расстояния и длины

В системе СИ длина измеряется в метрах. Производные величины, такие как километр (1000 метров) и сантиметр (1/100 метра), также широко используются в метрической системе. В странах, где не пользуются метрической системой, например в США и Великобритании, используют такие единицы как дюймы, футы и мили.

Компьютерные чипы

Компьютерные микросхемы со временем уменьшаются в размерах. К концу 1980-х они могли быть около 2000 нанометров (0,0002 см). В 2009 году они были 22 нанометра, а сегодня их размер уменьшен до 10 нанометров. Ожидается, что они продолжат снижаться, по крайней мере, до половины последнего значения.

Наномасштаб

В нанонауке, которая заключается в изучении и разработке наноструктур, диапазоны составляют от 1 до 100 нанометров, поэтому нанометр является подходящей единицей для размеров, которые там обрабатываются.

В этом масштабе гравитация не является существенной силой, поскольку массы очень малы, но их место занимают другие взаимодействия, и необходимо начать учитывать квантовые эффекты.

Таким образом, свойства материалов на наноскопических уровнях заметно отличаются от свойств материалов на макроскопических уровнях.

Нанометр в микрон

Микрон или микрометр, сокращенно микрометр, — это еще одна часть метра, которая используется для вещей, которые не видны невооруженным глазом. Микрон составляет одну миллионную от 1 метра, поэтому:

1 нм = 0,001 мкм

Чтобы получить представление об этих размерах: клетка крови имеет приблизительный диаметр 10 микрон, что в соответствии с данной эквивалентностью будет составлять 10 000 нм. А бактерия еще в 10 раз меньше, ее размер может составлять 1 микрон или 1000 нм.

Нанометр в пикометр

Пикометр, или pm, является долей метра, даже меньше нанометра. Один пикометр равен 1 × 10-12 м.

1 нм = 1000 пм

Пикометры подходят для измерения очень малых длин волн, таких как, например, рентгеновские лучи, порядка 5 мкм.

Нанометр.

Нанометр – это дольная единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равная одной миллиардной части метра (0,000000001 м или 10−9 метра).

Нанометр, как единица измерения

Перевод нанометра в другие единицы измерения

Общие сведения

Длина — это наибольшее измерение тела. В трехмерном пространстве длина обычно измеряется горизонтально.

Расстояние — это величина, определяющая насколько два тела удалены друг от друга.

Определение метра

Определение метра несколько раз менялось. Изначально метр определяли как 1/10 000 000 расстояния от Северного полюса до экватора. Позже метр равнялся длине платиноиридиевого эталона. Позднее метр приравнивали к длине волны оранжевой линии электромагнитного спектра атома криптона ⁸⁶Kr в вакууме, умноженной на 1 650 763,73. Сегодня метр определяют как расстояние, пройденное светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Перевод нанометра в другие единицы измерения:

1 нм = 10 Å = 1000 пм.

1 нм = 10−9 м = 10−7 см = 10−6 мм = 10−3 мкм.

1 000 нм = 1 мкм.

1 мм = 106 нм.

1 см = 107 нм.

1 м = 109 нм.

1 км = 1012 нм.

Поляризационные листы

Поляризационные пленки были изобретены в конце 1920-х годов американцем Эдвином Гербертом Лэндом (1909–1991). Производство солнцезащитных очков — одно из самых известных его применений.

Используемый материал состоит из длинных цепочек молекул углеводородов, покрытых йодом и расположенных в параллельные ряды, расстояние между которыми меньше длины волны фильтруемого света.

Следовательно, расстояние должно составлять около нескольких сотен нанометров.

Электроны проводимости в молекулах подвижны по всей цепочке, которая, таким образом, ведет себя как очень тонкая проводящая проволока.

Таким образом, когда неполяризованный свет падает на лист (который содержит как вертикально, так и горизонтально поляризованные компоненты), эти электроны начинают колебаться горизонтально вдоль цепочки.

В результате получается линейно поляризованная волна с разностью фаз 180º по отношению к горизонтальной составляющей неполяризованного света, которые нейтрализуют друг друга. Таким образом, поляризационный лист поглощает упомянутый горизонтальный компонент, пропуская только вертикальный компонент.

Применение нанометров

Нанометр является подходящей единицей измерения размеров в нанонауке: так называемая наноразмер или в наноскопическом масштабе, а также для длин волн области электромагнитного спектра, которая идет от ближнего инфракрасного через видимый спектр к гамма-лучам.

Расстояние в астрономии

В астрономии измеряют большие расстояния, поэтому для облегчения вычислений приняты специальные величины.

Астрономическая единица (а. е., au) равна 149 597 870 700 метрам. Величина одной астрономической единицы — константа, то есть, постоянная величина. Принято считать, что Земля находится от Солнца на расстоянии одной астрономической единицы.

Световой год равен 10 000 000 000 000 или 10¹³ километрам. Это расстояние, которое проходит свет в вакууме за один Юлианский год. Эта величина используется в научно-популярной литературе чаще, чем в физике и астрономии.

Парсек приблизительно равен 30 856 775 814 671 900 метрам или примерно 3,09 × 10¹³ километрам. Один парсек — это расстояние от Солнца до другого астрономического объекта, например планеты, звезды, луны, или астероида, с углом в одну угловую секунду.

Одна угловая секунда — 1/3600 градуса, или примерно 4,8481368 мкрад в радианах. Парсек можно вычислить используя параллакс — эффект видимого изменения положения тела, в зависимости от точки наблюдения. При измерениях прокладывают отрезок E1A2 (на иллюстрации)

от Земли (точка E1) до звезды или другого астрономического объекта (точка A2). Шесть месяцев спустя, когда Солнце находится на другой стороне Земли, прокладывают новый отрезок E2A1 от нового положения Земли (точка E2) до нового положения в пространстве того же самого астрономического объекта (точка A1).

При этом Солнце будет находиться на пересечении этих двух отрезков, в точке S. Длина каждого из отрезков E1S и E2S равна одной астрономической единице. Если отложить отрезок через точку S, перпендикулярный E1E2, он пройдет через точку пересечения отрезков E1A2 и E2A1, I.

На рисунке:

• A1, A2: видимое положение звезды
• E1, E2: положение Земли
• S: положение Солнца
• I: точка пересечения
• IS = 1 парсек
• ∠P or ∠XIA2: угол параллакса
• ∠P = 1 угловая секунда

Расстояние в навигации

В судоходстве используют морские мили. Одна морская миля равна 1852 метрам. Первоначально она измерялась как дуга в одну минуту по меридиану, то есть 1/(60×180) меридиана. Это облегчало вычисления широты, так как 60 морских миль равнялись одному градусу широты.

Расстояние в физике и биологии

В биологии и физике часто измеряют длину намного менее одного миллиметра. Для этого принята специальная величина, микроме́тр. Один микроме́тр равен 1×10⁻⁶ метра. В биологии в микрометрах измеряют величину микроорганизмов и клеток, а в физике — длину инфракрасного электромагнитного излучения.

Микроме́тр также называют микроном и иногда, особенно в англоязычной литературе, обозначают греческой буквой µ. Широко используются и другие производные метра: нанометры (1×10⁻⁹ метра), пикометры (1×10⁻¹² метра), фемтометры (1×10⁻¹⁵ метра и аттометры (1×10⁻¹⁸ метра).

Решение c

200 пм = 200 пм x 0,001 нм / пм = 0,2 нм

Решение d

40,3 мм = 40,3 мм x 1 x 106 нм / мм = 40,3 x 106 нм

Решение для

0,000056 см = 0,000056 см x 1 x 107 нм / см = 560 нм

Упражнения

Преобразуйте следующие измерения в нанометры:

а) 0,000056 см

б) 4 мкм

в) 200 часов

г) 40,3 мм

д) 0,0027 дм