Ангстрем
| ангстрем | |
|---|---|
 Ширина атома водорода составляет около 1,1 ангстрем; ширина протона (черным цветом) составляет 1,7 × 10. −5 ангстремы. | |
| Общая информация | |
| Система единиц | Метрическая единица, не относящаяся к системе СИ |
| Единица | Длина |
| Символ | Ой |
| Назван в честь | Андерс Йонас Ангстрем |
| Конверсии | |
| 1 Å в... | ... равно... |
| Единицы СИ | 10 −10 м = 0,1 нм |
| Единицы СГС | 10 −8 см |
| Имперские единицы | 3.937008 × 10 −9 в |
| Планковские единицы | 6.187 × 10 24 л п |
Ангстрем [1] [2] [3] [4] ( / ˈ æ ŋ s t r əm / ; [3] [5] [6] THE -strəm [5] ) — единица длины, равная 10 −10 м ; то есть одна десятимиллиардная метра сантиметра стомиллионная , , [7] 0,1 нанометра или 100 пикометров . Единица названа в честь шведского физика Андерса Йонаса Ангстрема (1814–1874). [7] Первоначально оно было написано шведскими буквами, как Ангстрем. [7] а позже как ангстрем ( / ˈ ɒ ŋ s t r əm / ). [8] [9] [10] Последнее написание до сих пор указано в некоторых словарях. [1] но сейчас редко встречается в английских текстах. В некоторых популярных словарях США указывается только правописание angstrom . [2] [3]
Символом единицы является Å , буква шведского алфавита , независимо от ее написания. [1] [4] [3] Однако «А» [ нужна ссылка ] или «АУ» [11] [7] может использоваться в менее формальных контекстах или в типографически ограниченных средствах массовой информации.
Ангстрем часто используется в естественных науках и технике для выражения размеров атомов , молекул , микроскопических биологических структур, длин химических связей , расположения атомов в кристаллах . [12] длины волн электромагнитного излучения и размеры частей интегральных схем . Атомные (ковалентные) радиусы фосфора водорода , серы и хлора составляют около 1 ангстрема, а — около 0,5 ангстрема. Видимый свет имеет длины волн в диапазоне 4000–7000 Å.
В конце XIX века спектроскописты приняли 10 −10 метр как удобная единица для выражения длин волн характеристических спектральных линий ( монохроматических составляющих спектра излучения ) химических элементов . Однако вскоре они поняли, что определение метра в то время, основанное на материальном артефакте, было недостаточно точным для их работы. Итак, примерно в 1907 году они определили свою собственную единицу длины, которую назвали «Ангстрем», основанную на длине волны определенной спектральной линии. [7] И только в 1960 году, когда таким же образом было пересмотрено определение метра, ангстрем снова стал равен 10. −10 метр. Однако ангстрем никогда не был частью системы СИ . единиц [13] [14] и все чаще заменяется нанометрами ( 10 −9 м) или пикометр ( 10 −12 м).
История
[ редактировать ]
В 1868 году шведский физик Андерс Йонас Ангстрем создал диаграмму спектра солнечного света , в которой выразил длины волн электромагнитного излучения в электромагнитном спектре кратными одной десятимиллионной миллиметра (или 10 −7 мм .) [16] [17] Диаграмма Ангстрема и таблица длин волн в солнечном спектре стали широко использоваться в сообществе физиков Солнца , которое приняло эту единицу и назвало ее в его честь. [ нужна ссылка ] Впоследствии оно распространилось на области астрономической спектроскопии , атомной спектроскопии , а затем и на другие науки, занимающиеся структурами атомного масштаба.
Раннее подключение к счетчику
[ редактировать ]Хотя предназначено соответствовать 10 −10 метров, это определение было недостаточно точным для спектроскопических работ. До 1960 года метр определялся как расстояние между двумя царапинами на бруске платино - иридиевого сплава, хранившемся в BIPM в Париже в тщательно контролируемой среде. Использование этого материального стандарта привело к ранней ошибке примерно в одну 6000-ную в табличных длинах волн. Ангстрем принял меры предосторожности и проверил стандартный стержень, который он использовал, по эталону в Париже, но метролог Анри Треска сообщил, что он настолько неверен, что исправленные результаты Ангстрема были более ошибочными, чем неисправленные. [18]
Определение линии кадмия
[ редактировать ]В 1892–1895 годах Альберт А. Майкельсон и Жан-Рене Бенуа , работая в МБМВ со специально разработанным оборудованием, определили, что длина международного метрового эталона равна в 1 553 163,5 раза длине волны красной линии спектра излучения. электрически возбужденных паров кадмия . [19] В 1907 году Международный союз по сотрудничеству в области солнечных исследований (который позже стал Международным астрономическим союзом ) определил международный ангстрем как ровно 1/6438,4696 длины волны этой линии (в сухом воздухе при 15 ° C (по водородной шкале) и 760 мм рт. ст . под силой тяжести 9,8067 м/с 2 ). [20]
Это определение было одобрено на 7-й Генеральной конференции мер и весов (CGPM) в 1927 году. [ нужна ссылка ] но материальное определение метра сохранялось до 1960 года. [21] С 1927 по 1960 год ангстрем оставался вторичной единицей длины для использования в спектроскопии, определяемой отдельно от метра. [ нужна ссылка ]
Переопределение с точки зрения метра
[ редактировать ]В 1960 году сам метр был переопределен в спектроскопических терминах, что позволило переопределить ангстрем как равный ровно 0,1 нанометра. [ нужна ссылка ]
Ангстремская звезда
[ редактировать ]После переопределения метра в спектроскопических терминах Ангстрем был формально переопределен и стал равным 0,1 нанометра. Однако на короткое время возникла необходимость в отдельном подразделении сопоставимого размера, определяемом непосредственно с точки зрения спектроскопии. В 1965 году Дж. А. Берден определил Ангстремскую звезду (обозначение: Å*) как 0,202901-кратную длину волны вольфрама. линия. [15] [22] Этот вспомогательный блок должен был иметь точность в пределах 5 частей на миллион от версии, полученной на основе нового счетчика. В течение десяти лет прибор был признан недостаточно точным (с точностью около 15 частей на миллион) и устаревшим из-за более точного измерительного оборудования. [23]
Текущий статус
[ редактировать ]Хотя ангстрем по-прежнему широко используется в физике и химии, он официально не является частью Международной системы единиц (СИ). До 2019 года он числился как совместимая единица как Международным бюро мер и весов США (BIPM), так и Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). [8] [10] Однако он даже не упоминается в 9-м издании официального стандарта SI, «Брошюре BIPM» (2019 г.). [13] или в той же версии NIST., [14] и BIPM официально не рекомендует его использование. Ангстрем также не включен в каталог единиц измерения Европейского Союза , которые могут использоваться на его внутреннем рынке. [24]
Символ
[ редактировать ]
По соображениям совместимости Unicode назначает кодовую точку U+212B Å ЗНАК АНГСТРОМА для символа ангстрема, который доступен в HTML как объект. Å, Å, или Å. [25] Однако версия 5 стандарта уже не поддерживает этот код и нормализует его в код шведской буквы. U + 00C5 Å ЛАТИНСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА A С КОЛЬЦОМ НАД (HTML-объект) Å, Å, или Å), который следует использовать вместо этого. [26] [25]
Å В старых публикациях, где глиф был недоступен, единицу измерения иногда писали как «AU». Примером может служить классическая статья Брэгга 1921 года о структуре льда: [11] по осям c и a что дает константы решетки равные 4,52 а.е. и 7,34 а.е. соответственно. Неоднозначно, аббревиатура « au » может также относиться к атомной единице длины, Бору — около 0,53 Å — или к гораздо большей астрономической единице (около 1,5 × 10 Å ). 11 м ). [27] [28] [29]
См. также
[ редактировать ]- Порядки величины (длина) § 100 пикометров (для объектов такого масштаба)
- Преобразование единиц
- X единица
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Oxford University Press (2019) Статья «ангстрем» в онлайн- словарях Oxford Living Dictionaries ; Архивировано 06 марта 2019 г. Написание «ангстрем» [aŋstrəm] и «ангстрем»; символ «О»
- ^ Jump up to: а б Merriam-Webster (2024 г.): статья «ангстрем» в [www.merriam-webster.com словаре Merriam-Webster.com ]. Доступ 30 января 2024 г. Написание «ангстрем» [ˈaŋ-strəm], ['ş-strəm]
- ^ Jump up to: а б с д HarperCollins (2024 г.): слово «angstrom» в словаре английского языка Коллинза онлайн- . Доступ осуществлен 26 июля 2024 г. Написание «ангстрем» [ˈæŋstrʌm], [æŋstrəm]; символы «О», «А».
- ^ Jump up to: а б Мерриам-Вебстер (1989): Полный энциклопедический словарь английского языка Вебстера . Портленд-хаус, 1989 год.
- ^ Jump up to: а б Джон К. Уэллс (2008): Словарь произношения Лонгмана , 3-е издание. ISBN 9781405881180
- ^ Питер Роуч (2011): Кембриджский словарь английского произношения , 18-е издание. ISBN 9780521152532
- ^ Jump up to: а б с д и Издательство Оксфордского университета (1986) Статья «Ангстрем (единица)» в Оксфордском словаре английского языка , 2-е издание (1986); Архивировано 22 ноября 2021 г. Написание «Ångström» [ɔːŋstrœm] (с заглавной буквы) и «angstrom» (с маленькой буквы); символы «Å», «Å.U.», «AU» Цитата: «Международный Ангстрем (I.Å.) был определен в 1907 году как длина волны кадмия, которая в стандартных условиях равна 6438·4696 I.Å. Когда в 1960 году метр был определен как длина волны криптона, Ангстрем стал точно равен 10. −8 см."
- ^ Jump up to: а б Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), стр. 127, ISBN 92-822-2213-6 , заархивировано (PDF) из оригинала 04 июня 2021 г. , получено 16 декабря 2021 г.
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Ангстрем ». дои : 10.1351/goldbook.N00350
- ^ Jump up to: а б Эмблер Томпсон и Барри Н. Тейлор (2009): « B.8 Факторы для единиц, перечисленных в алфавитном порядке ». Руководство NIST по SI , Национальные институты стандартов и технологий. Доступ осуществлен 2 марта 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Уильям Х. Брэгг (1921): «Кристаллическая структура льда» . Труды Лондонского физического общества , том 34, выпуск 1, стр. 98 дои : 10.1088/1478-7814/34/1/322
- ^ Артурас Вайлионис (2015): « Геометрия кристаллов » Слайды лекций для MatSci162_172, Геометрия; Стэнфордский университет. Архивировано 19 марта 2015 г.
- ^ Jump up to: а б Международное бюро мер и весов (2019): Международная система единиц , полная брошюра, 9-е издание.
- ^ Jump up to: а б NIST (2019): Специальная публикация 330: Международная система единиц (СИ), издание 2019 года .
- ^ Jump up to: а б Дж. А. Берден (1965): «Выбор W Kα₁ в качестве стандарта длины волны рентгеновских лучей». Physical Review 2-я серия , том 137, выпуск 2B, страницы 455B–B461. doi : 10.1103/PhysRev.137.B455
- ^ Ангстрем, AJ (1868). Recherches sur le spectre Solaire [ Исследования солнечного спектра ] (на французском языке). Уппсала, Швеция: В. Шульц. Издание 1869 года (напечатанное Фердинандом Дюммлером в Берлине) содержит зарисовки солнечного спектра.
- ^ ChemTeam (2024) Краткая (неполная) история света и спектров , с веб-сайта ChemTeam . Доступ осуществлен 26 июля 2024 г.
- ^ Брэнд, Джон CD (1995). Линии света: источники дисперсионной спектроскопии, 1800-1930 гг . ЦРК Пресс. п. 47. ИСБН 9782884491631 .
- ^ Альберт А. Майкельсон (1895): « Экспериментальное определение значения метра в длинных световых лучах » (= «Экспериментальное определение значения метра с точки зрения длин световых волн»); переведен на французский Жан-Рене Бенуа. Travaux et Mémoires du Bureau International des Poids et Mesures , том 11, страницы 1–85. Цитата со стр. 85, обратный перевод: «... окончательный вывод этой работы состоит в том, что основная единица метрической системы представлена следующими числами длин волн трех излучений кадмия, в воздухе при 15 °С и при давлении 760 мм: Красное излучение… 1 м = 1 553 163,5 λ R … Отсюда следует, что длины волн этих излучений всегда при 15 °C и на длине волны 760 мм составляют (средние значения трех определений): λ R = 0,643 847 22 µ " (где [1 µ = 1 × 10 −6 м ]"
- ^ Жан-Рене Бенуа, Шарль Фабри и Альфред Перо (1907): «Новое определение метра по длине световых волн» (= «Новое определение метра по длине световой волны»). Еженедельные отчеты сессий Академии наук , том 144, страницы 1082-1086.
- ^ Международное бюро мер и весов (1927): «Отчеты 7 и заседании Генеральной конференции по мерам и весам» (= «Труды 7-го й заседании Генеральной конференции мер и весов"), страницы 85–88. Архивировано 18 ноября 2018 г.
- ^ NIST CODATA — Комитет по данным для науки и технологий (2024 г.): «Звезда Ангстрема» . Символ: «Å*». Доступ осуществлен 26 июля 2024 г.
- ^ Кертис, И.; Морган, И.; Харт, М.; Милн, AD (август 1971 г.). «Новое определение числа Авогадро». В Лангенберге, штат Вашингтон; Тейлор, Б.Н. (ред.). Материалы Международного конгресса по прецизионным измерениям и фундаментальным константам (Отчет). Том. 343. Национальное бюро стандартов. п. 285.
- ^ Совет Европейских сообществ (1979): «Директива Совета 80/181/EEC от 20 декабря 1979 г. о сближении законов государств-членов, касающихся единиц измерения, и об отмене Директивы 71/354/EEC» . Доступ осуществлен 23 сентября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Консорциум Unicode (2021 г.): Стандарт Unicode, версия 14.0 ; Глава 22.2 «Букообразные символы», стр. 839. ISBN 978-1-936213-29-0
- ^ Консорциум Unicode (2008): Стандарт Unicode, версия 5.0 ; Глава 15, « Символы », стр. 493. ISBN 978-0-321-48091-0
- ^ Международный астрономический союз (2012): « Резолюция B2: О новом определении астрономической единицы длины ». Материалы XXVIII Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза , Пекин, Китай. Цитата: «... рекомендует... 5. использовать уникальный символ «ау» для обозначения астрономической единицы».
- ^ Oxford Journals (2012): «Инструкции для авторов». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . Архивировано 22 октября 2012 г. Цитата: «Единицы длины/расстояния: Å, нм, мкм, мм, см, м, км, а.е., световой год, пк».
- ^ Американское астрономическое общество (2016): «Подготовка рукописи: инструкции для авторов AJ и ApJ». Архивировано 21 февраля 2016 г. Цитата: «Используйте стандартные сокращения для… натуральных единиц (например, а.е., пк, см)».
Внешние ссылки
[ редактировать ]