현미경 규모 : 속성, 입자 계수, 예 - 물리적 인 - 2026

미세한 규모는 크기와 육안으로 볼 수없는 길이를 측정하는 데 사용됩니다 하나이며 그 길이는 밀리미터 이하이다. 가장 높은 것부터 가장 낮은 것까지 미터법의 미세한 눈금은 다음과 같습니다.

-밀리미터 (1mm)는 1/10 센티미터 또는 1/1000 미터입니다. 이 척도에서 우리는 몸에서 가장 큰 세포 중 하나 인 난자이며 크기는 1.5mm입니다.

그림 1. 적혈구는 현미경으로 볼 수있는 세포입니다. 출처 : pixabay

-0.1mm (1 / 10mm)입니다. 이것은 사람의 머리카락의 두께 또는 직경의 척도입니다.

-마이크로 미터 또는 미크론 (1μm = 0.001mm). 이 규모에는 식물 및 동물 세포와 박테리아가 있습니다.

식물 세포는 약 100μm입니다. 동물 세포는 10 배 더 작으며 10μm 정도입니다. 박테리아는 동물 세포보다 10 배 더 작고 1μm 정도입니다.

나노 스케일

현미경 척도보다 더 작은 측정 값이 있지만 일부 특수한 상황을 제외하고는 일반적으로 사용되지 않습니다. 여기에서 가장 중요한 나노 미터 측정 값 중 일부를 볼 수 있습니다.

-나노 미터 (1 ηm = 0.001 μm = 0.000001 mm)는 백만 분의 1 밀리미터입니다. 이 규모에는 바이러스와 분자가 있습니다. 바이러스는 약 10m, 분자는 약 1m입니다.

- 옹스트롬 (1A = 0.1ηm = 0.0001μm = 10 ^-7 mm). 이 측정은 규모 또는 원자 크기를 형성합니다.

- phantomometer (1fm = 0.00001Å = 0.000001ηm = 10 ^-12 mm). 이것은 원자핵의 크기로, 원자보다 10,000 배에서 100,000 배 정도 작습니다. 그러나 작은 크기에도 불구하고 핵은 원자 질량의 99.99 %를 집중시킵니다.

-원자핵은 양성자, 중성자와 같은 입자로 구성되어 있기 때문에 크기가 작습니다. 그러나 더 많은 것이 있습니다.이 입자들은 차례로 쿼크와 같은보다 기본적인 입자들로 구성됩니다.

현미경 관찰 용 기기

물체가 밀리미터와 마이크로 미터 눈금 (1mm-0.001mm) 사이에 있으면 광학 현미경으로 관찰 할 수 있습니다.

그러나 물체 나 구조가 나노 미터와 옹스트롬 사이에 있으면 전자 현미경이나 나노 스코프가 필요합니다.

전자 현미경에서는 빛 대신에 빛보다 훨씬 짧은 파장을 가진 고 에너지 전자가 사용됩니다. 전자 현미경의 단점은 진공 상태에서 작동하기 때문에 살아있는 샘플을 넣을 수 없다는 것입니다.

대신 나노 스코프는 레이저 광을 사용하며, 살아있는 세포 내의 구조와 분자를보고 에칭 할 수 있다는 점에서 전자 현미경에 비해 장점이 있습니다.

나노 기술은 회로, 구조, 부품 및 모터까지 나노 미터에서 원자 규모에 이르는 규모로 제조되는 기술입니다.

미세한 특성

물리학에서 첫 번째 근사에서 물질과 시스템의 거동은 거시적 인 관점에서 연구됩니다. 이 패러다임에서 물질은 무한히 나눌 수있는 연속체입니다. 그리고이 관점은 일상 생활의 많은 상황에 타당하고 적절합니다.

그러나 거시적 세계의 일부 현상은 물질의 미시적 특성을 고려할 때만 설명 할 수 있습니다.

미시적 관점에서 물질의 분자 및 원자 구조가 고려됩니다. 거시적 접근 방식과는 달리,이 규모에서는 분자, 원자 사이, 심지어 그 내부에도 간격과 공간이있는 입상 구조가 있습니다.

물리학에서 미시적 관점의 또 다른 특징은 아무리 작은 물질이라도 서로 분리되어 연속적으로 움직이는 엄청난 수의 입자로 구성되어 있다는 것입니다.

-문제는 엄청난 공허입니다

작은 물질에서 원자 사이의 거리는 크기에 비해 엄청나지만, 질량의 99.99 %가 집중되어있는 자체 핵에 비해 원자는 거대합니다.

즉, 미세한 규모의 물질은 전체 부피의 매우 작은 부분을 차지하는 원자와 핵의 농도가있는 거대한 진공입니다. 이런 의미에서 현미경 스케일은 천문 스케일과 유사합니다.

거시적 물체에서 원자 발견까지

연금술사 인 최초의 화학자들은 물질이 순수와 합성의 두 가지 유형이 될 수 있음을 깨달았습니다. 따라서 화학 원소에 대한 아이디어가 나왔습니다.

처음으로 발견 된 화학 원소는은, 금, 철, 납, 주석, 구리 및 수은의 일곱 가지 고대 금속이었습니다. 시간이 지남에 따라 다른 물질로 분해 될 수없는 물질이 발견됨에 따라 더 많은 것이 발견되었습니다.

그런 다음 금속 및 비금속의 특성과 특성에 따라 원소를 분류했습니다. 비슷한 특성과 화학적 친화력을 가진 모든 것들이 같은 열에 그룹화되어 원소 주기율표가 생겼습니다.

그림 2. 원소 주기율표. 출처 : wikimedia commons.

요소에서 원자에 대한 아이디어가 변경되었습니다. 얼마 후 과학자들은 원자가 구조를 가지고 있다는 것을 깨달았습니다. 또한 원자에는 두 가지 유형의 전하가 있습니다 (양전하와 음전하).

아 원자 입자

그가 얇은 금판의 원자를 알파 입자로 폭격 한 러더 포드의 실험에서 원자의 구조가 드러났다. 전자로 둘러싸인 작은 양의 핵.

원자는 점점 더 많은 에너지 입자로 폭격을 받았으며 더 작은 규모로 미세한 세계의 비밀과 속성을 밝히기 위해 여전히 수행되고 있습니다.

이러한 방식으로, 진정한 기본 입자가 원자가 구성되는 입자라는 것이 확립 된 표준 모델에 도달했습니다. 차례로 원자는 원소를 생성하고, 이들은 화합물과 알려진 모든 상호 작용 (중력 제외)을 생성합니다. 총 12 개의 입자가 있습니다.

이러한 기본 입자에는 주기율표도 있습니다. ½ 스핀 페르미온 입자와 보소닉 입자의 두 가지 그룹이 있습니다. boson은 상호 작용을 담당합니다. fermionics는 12이고 양성자, 중성자 및 원자를 발생시키는 것들입니다.

그림 3. 기본 입자. 출처 : wikimedia commons.

미세한 규모로 입자를 세는 방법은 무엇입니까?

시간이 지남에 따라 화학자들은 화학 반응에서 정확한 측정을 통해 원소의 상대적 질량을 발견했습니다. 예를 들어 탄소가 수소보다 12 배 더 무겁다는 것이 확인되었습니다.

수소는 또한 가장 가벼운 원소로 결정되었으므로이 원소는 상대 질량 1로 지정되었습니다.

반면에 화학자들은 반응에 관여하는 입자의 수를 알아야 시약이 끝나거나 누락되지 않습니다. 예를 들어 물 분자에는 두 개의 수소 원자와 하나의 산소가 필요합니다.

이러한 선조들로부터 두더지의 개념이 탄생했습니다. 모든 물질의 몰은 분자 또는 원자 질량 (그램)에 해당하는 고정 된 수의 입자입니다. 따라서 12 그램의 탄소가 1 그램의 수소와 동일한 수의 입자를 갖는 것으로 결정되었습니다. 그 숫자는 Avogadro의 수로 알려져 있습니다 : 6.02 x 10 ^ 23 개의 입자.

-예 1

금 1g에 몇 개의 금 원자가 있는지 계산하십시오.

해결책

금은 원자량이 197 인 것으로 알려져 있습니다.이 데이터는 주기율표에서 찾을 수 있으며 금 원자가 수소보다 197 배 무겁고 197/12 = 탄소보다 16,416 배 무겁다는 것을 나타냅니다.

금 1 몰은 6.02 × 10 ^ 23 개의 원자를 가지며 원자량 (그램 단위), 즉 197 그램을가집니다.

금 1 그램에는 1/197 몰의 금이 있습니다. 즉 6.02 × 10 ^ 23 원자 / 197 = 3.06 x10 ^ 23 금 원자입니다.

-예 2

이 물질 150g에서 탄산 칼슘 (CaCO ₃ ) 분자 수를 결정하십시오 . 또한이 화합물에 칼슘 원자 수, 탄소 수 및 산소 수를 알려주십시오.

해결책

가장 먼저 할 일은 탄산 칼슘의 분자량을 결정하는 것입니다. 주기율표는 칼슘의 분자량이 40g / mol, 탄소 12g / mol 및 산소 16g / mol임을 나타냅니다.

그러면 (CaCO ₃ ) 의 분자량은 다음과 같습니다.

40g / mol + 12g / mol + 3 x 16g / mol = 100g / mol

탄산 칼슘 100g 당 1mol입니다. 따라서 150 그램에서 1.5 몰에 해당합니다.

탄산염의 각 몰에는 6.02 x 10 ^ 23 개의 탄산염 분자가 있으므로 1.5 몰의 탄산염에는 9.03 x 10 ^ 23 개의 분자가 있습니다.

요컨대 탄산 칼슘 150g에는 다음이 포함됩니다.

-9.03 x 10 ^ 23 분자의 탄산 칼슘.

-칼슘 원자 : 9.03 x 10 ^ 23.

-또한 9.03 x 10 ^ 23 개의 탄소 원자

-마지막으로 3 x 9.03 x 10 ^ 23 개의 산소 원자 = 27.09 x 10 ^ 23 개의 산소 원자.

참고 문헌

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5. Wikipedia. 미세한 수준. 출처 : wikipedia.com