Equivande, usi ed esempi di nanometri, esercizi

Lui nanometro È un sottomulpio della metropolitana equivalente a 1 x 10^-9 M e abbreviato 1nm. Rappresenta la millesima parte di un metro, una scala che è comunemente gestita nella vita quotidiana.

A titolo esempi: una molecola di zucchero misura 1 nm di larghezza, mentre il virus SARS Cov 19 ha un diametro compreso tra 100 e 160 nm.

Figura 1. Il nanometro viene utilizzato per esprimere le dimensioni dei microprocessori. Fonte: pxhere.

La parola nanometro deriva dalla combinazione di due parole greche: "nanos" che significa nano e "metron", o modello di misurazione. Il prefisso Nano è stato molto popolare di recente, grazie all'ascesa della miniaturizzazione e della tecnologia relativa a oggetti estremamente piccoli, come i componenti elettronici.

Queste tecnologie molto piccole hanno reso possibile in breve tempo, tra le altre cose, la creazione di dispositivi elettronici con grandi capacità di elaborazione in un laptop. E anche i costi strofati, rendendoli convenienti per molte più persone.

Anche la scienza medica ha beneficiato di questa miniaturizzazione. Ecco perché era necessario creare unità di misura appropriate per esprimere dimensioni molto piccole, incluso il nanometro.

[TOC]

Equivalenze

Di seguito sono riportati le equivalenze tra il nanometro e altre unità di misura frequenti nella scienza e ingegneria e danno una buona idea di quanto sia piccola questa unità:

Nanometro alla metropolitana

Il misuratore è l'unità di lunghezza del sistema internazionale di unità se. In questo caso l'equivalenza è:

1nm = 1 x 10^-9 M

Allo stesso modo, 1 metro ha 1.000.000.000 nm, cioè un miliardo di nanometri.

Nanometro a cm

Il centimetro è un sottomulpio della metropolitana molto usata per misurare gli oggetti di tutti i giorni. L'equivalenza tra centimetro e nanometro è:

1nm = 1 x 10^-7 cm

Non ci sono meno di 10 milioni di nanometri in un centimetro.

Può servirti: fonte di tensione

Nanometro a millimetro

Nei millimetri, un'unità che viene utilizzata molto per esprimere piccole cose come il calibro dei fili di rame, ad esempio un nanometro è:

1nm = 1 x 10^-6 mm

O qual è lo stesso, 1 nm è il milionesimo di un millimetro. Significa che ci sono 1 milione di nanometri in 1 mm.

Nanometro a micron

Il micrometro o il micrometro, abbreviato μm, è un altro sottomissione della metropolitana che viene utilizzata per le cose non visibili a occhio nudo. La Micra è la milionesimo di 1 metro, quindi:

1 nm = 0.001 μm

Per avere un'idea di queste dimensioni: un cellulare del sangue ha un diametro approssimativo di 10 micron, che secondo l'equivalenza data sarebbe 10.000 nm. E un batterio è 10 volte più piccolo, può misurare 1 micra o 1000 nm.

Nanometro a Picometro

Il picometro o il PM, è un sottomulpio della metropolitana anche più piccola del nanometro. Un picometro è uguale a 1 × 10^-12 M.

1 nm = 1000 pm

I picometri sono adatti per misurare lunghezze d'onda molto piccole, come X -raggio, ad esempio, che sono circa le 17:00.

Usi nanometri

Il nanometro è l'unità di misura appropriata per le dimensioni delle nanoscienze: la chiamata Nanoscala o scala nanoscopica, nonché per le lunghezze d'onda dell'area dello spettro elettromagnetico che va dal vicino infrarosso, attraverso lo spettro visibile ai raggi gamma.

Nanoscala

Nelle nanoscienze, che consiste nello studio e nello sviluppo delle nanostrutture, le gamme vanno da 1 a 100 nanometri, quindi il nanometro è un'unità appropriata per le dimensioni che vengono gestite lì.

Su questa scala, la gravità non è una forza rilevante, poiché le masse sono molto piccole, ma altre interazioni prendono il loro posto ed è necessario iniziare a prendere in considerazione gli effetti quantistici.

Può servirti: luna

In questo modo, le proprietà dei materiali a livelli nanoscopici differiscono significativamente da quelli che hanno su scala macroscopica.

Chip per computer

I chip del computer hanno diminuito le dimensioni nel tempo. Alla fine degli anni '80 potrebbero avere circa 2000 nanometri (0.0002 cm). Nel 2009 erano 22 nanometri e attualmente le loro dimensioni erano ridotte a 10 nanometri. Si prevede che ridurrà ancora di più, almeno la metà di quest'ultimo valore.

Lunghezza d'onda dello spettro visibile

Lo spettro elettromagnetico è costituito dal continuum di lunghezze d'onda e frequenze in cui si propagano le onde elettromagnetiche. Vanno dalle onde radio, la minima energia, a raggi X e gamma, la più grande energia.

Nel mezzo è la gamma di luce visibile: il set di lunghezze d'onda a cui l'occhio umano è sensibile.

Il nanometro è un'unità di misura molto appropriata per queste lunghezze d'onda. Questi sono i valori che le persone distinguono:

-Rosso: 700 nm

-Arancia: 665 nm

-Giallo: 630 nm

-Verde: 600 nm.

-Blu: 550 nm.

-Indigo: 470 nm.

-Viola: 450 nm.

Le lunghezze di onda oltre il rosso sono conosciute come infrarosso, mentre dopo la viola è radiazione ultravioletto. Il sole emette radiazioni elettromagnetiche principalmente in tutte queste lunghezze d'onda.

figura 2. Le lunghezze d'onda dello spettro visibile di solito si esprimono in nanometri. Fonte: Wikimedia Commons.

Fogli polarizzanti

I fogli polarizzanti furono inventati verso la fine degli anni '20, dall'American Edwin Herbert Land (1909-1991). La produzione di occhiali da sole è uno dei suoi usi più noti.

Può servirti: Brayton Cycle: processo, efficienza, applicazioni, esercizi

Il materiale utilizzato è costituito da lunghe catene di idrocarburi rivestiti di iodio e disposti in ranghi paralleli, la cui separazione è inferiore alla lunghezza d'onda della luce da filtrare.

Pertanto la separazione deve essere intorno a poche centinaia di nanometri.

Guidare gli elettroni nelle molecole hanno mobilità in tutta la catena, che si comporta così come un filo del driver fine.

In questo modo, quando la luce non polarizzata influisce sul foglio (che contiene componenti sia verticali che polarizzati orizzontalmente), questi elettroni iniziano a oscillare orizzontalmente in tutta la catena.

Il risultato è un'onda polarizzata linearmente, con una differenza di fase di 180º rispetto al componente orizzontale della luce non polarizzata, che viene annullata a vicenda. Quindi il foglio di polarizzazione assorbe questo componente orizzontale, lasciando solo il passaggio verticale.

Diffrazione della luce

Per fare la diffrazione della luce, la dimensione delle griglie deve essere dell'ordine dei nanometri, poiché la diffrazione si verifica solo se la dimensione dell'ostacolo è inferiore all'incidente di lunghezza incidente.

Esercizi

Trasforma le seguenti misure in nanometri:

a) 0.000056 cm

b) 4 micron

c) 200 pm

d) 40.3 mm

e) 0.0027 DM

Soluzione a

0.000056 cm = 0.000056 cm x 1 x 10⁷ Nm/cm = 560 nm

Soluzione b

4 micron = 4 micron x 1000 nm/μm = 4000 nm

Soluzione c

200 pm = 200 pm x 0.001 nm/pm = 0.2 nm

Soluzione d

40.3 mm = 40.3 mm x 1 x 10⁶ Nm/mm = 40.3 x 10⁶ nm

Soluzione E

Un DM è un decimetro, o decimo di un metro:

0.0027 dm = 0.0027 dm x 1 x 10⁸ Nm/dm = 270000 nm

Riferimenti

1. Ceiich Unam: cos'è un nanometro. Recuperato da: YouTube.com.
2. Immagine digitale. Cos'è un nanometro. Recuperato da: Gusgsm.com.
3. Katz, d. 2017. Fisica per scienziati e ingegneri. Apprendimento del Cengage.
4. Sardi, m. Nanotecnologia: il futuro a un nanometro a distanza. Recuperato da: Palermo.Edu.
5. Wikipedia. Nanometro. Recuperato da: è.Wikipedia.org.