Equivalências, usos e exemplos de nanômetros, exercícios

Ele nanômetro É um envio do metrô que é equivalente a 1 x 10^-9 m e abreviado 1nm. Representa a milésima parte de um metro, uma escala que geralmente é gerenciada na vida cotidiana.

Por meio de exemplos: uma molécula de açúcar mede 1 nm de largura, enquanto o vírus SARS COV 19 tem um diâmetro entre 100 e 160 nm.

figura 1. O nanômetro é usado para expressar as dimensões dos microprocessadores. Fonte: pxhere.

A palavra nanômetro deriva da combinação de duas palavras gregas: "nanos", que significa anão, e "metron", ou padrão de medição. O prefixo Nano tem sido muito popular recentemente, graças à ascensão da miniaturização e tecnologia relacionada a objetos extremamente pequenos, como componentes eletrônicos.

Essas tecnologias muito pequenas foram possíveis em pouco tempo, entre outras coisas, a criação de dispositivos eletrônicos com grandes recursos de computação em um laptop. E também custos cheios, tornando -os acessíveis para muito mais pessoas.

A ciência médica também se beneficiou dessa miniaturização. É por isso que era necessário criar unidades de medida apropriadas para expressar tamanhos muito pequenos, incluindo o nanômetro.

[TOC]

Equivalências

A seguir, são as equivalências entre o nanômetro e outras unidades de medida frequentes em ciência e engenharia e dão uma boa idéia de quão pequena é esta unidade:

Nanômetro para metrô

O medidor é a unidade de comprimento do sistema internacional de unidades se. Nesse caso, a equivalência é:

1nm = 1 x 10^-9 m

Da mesma forma, 1 metro tem 1.000.000.000 nm, ou seja, um bilhão de nanômetros.

Nanômetro para cm

O centímetro é um subsolo do metrô muito usado para medir os objetos do dia a dia. A equivalência entre centímetro e nanômetro é:

1nm = 1 x 10^-7 cm

Não há menos de 10 milhões de nanômetros em um centímetro.

Pode atendê -lo: fonte de tensão

Nanômetro para milímetro

Em milímetros, uma unidade usada muito para expressar pequenas coisas, como o calibre dos fios de cobre, por exemplo, um nanômetro é:

1nm = 1 x 10^-6 milímetros

Ou o que é o mesmo, 1 nm é o milionésimo de um milímetro. Isso significa que existem 1 milhão de nanômetros em 1 mm.

Nanômetro para microns

O micrômetro ou micrômetro, abreviado μm, é outro subsolo do metrô que é usado para coisas não visíveis a olho nu. O MICRA é o milionésimo de 1 metro, portanto:

1 nm = 0.001 μm

Para ter uma idéia desses tamanhos: uma célula sanguínea tem um diâmetro aproximado de 10 mícrons, que de acordo com a equivalência fornecida, seria 10.000 nm. E uma bactéria é 10 vezes menor, pode medir 1 micra ou 1000 nm.

Nanômetro para picômetro

O picômetro ou PM é um subsolo do metrô ainda menor que o nanômetro. Um picômetro é igual a 1 × 10^-12 m.

1 nm = 1000 pm

Os picometers são adequados para medir comprimentos de onda muito pequenos, como a raio -x, por exemplo, que são aproximadamente 17:00.

Nanômetro usa

O nanômetro é a unidade de medida apropriada para tamanhos de nanociência: a chamada Nanoescala o escala nanoscópica, bem como para os comprimentos de onda da área do espectro eletromagnético que vai do infravermelho próximo, através do espectro visível para os raios gama.

Nanoescala

Na nanociência, que consiste no estudo e desenvolvimento de nanoestruturas, os intervalos variam de 1 a 100 nanômetros, de modo que o nanômetro é uma unidade apropriada para os tamanhos que são tratados ali ali.

Nessa escala, a gravidade não é uma força relevante, pois as massas são muito pequenas, mas outras interações tomam seu lugar e é necessário começar a levar em consideração os efeitos quânticos.

Pode servir você: lua

Dessa maneira, as propriedades dos materiais nos níveis nanoscópicos diferem significativamente daqueles que têm em escala macroscópica.

Chips de computador

Os chips de computador têm diminuindo seu tamanho ao longo do tempo. No final dos anos 80, eles poderiam ter cerca de 2000 nanômetros (0.0002 cm). Em 2009, eles eram 22 nanômetros e atualmente seu tamanho foi reduzido para 10 nanômetros. Espera -se reduzir ainda mais, pelo menos metade deste último valor.

Comprimento de onda do espectro visível

O espectro eletromagnético consiste no continuum de comprimentos de onda e frequências nas quais as ondas eletromagnéticas são propagadas. Eles variam de ondas de rádio, a menor energia, os raios X e os raios gama, a maior energia.

No meio está a faixa de luz visível: o comprimento de onda para o qual o olho humano é sensível.

O nanômetro é uma unidade de medida muito apropriada para esses comprimentos de onda. Estes são os valores que as pessoas distinguem:

-Vermelho: 700 nm

-Laranja: 665 nm

-Amarelo: 630 nm

-Verde: 600 nm.

-Azul: 550 nm.

-Indigo: 470 nm.

-Violet: 450 nm.

Os comprimentos de onda além do vermelho são conhecidos como infravermelho, enquanto depois Violet é radiação ultravioleta. O sol emite radiação eletromagnética principalmente em todos esses comprimentos de onda.

Figura 2. Os comprimentos de onda do espectro visível geralmente se expressam em nanômetros. Fonte: Wikimedia Commons.

Lençóis polarizadores

As folhas polarizadoras foram inventadas no final da década de 1920, pela American Edwin Herbert Land (1909-1991). A fabricação de óculos de sol é um dos seus usos mais conhecidos.

Pode atendê -lo: Brayton Cycle: Process, Eficiência, Aplicações, Exercícios

O material usado consiste em cadeias longas de hidrocarbonetos revestidos com iodo e dispostos em fileiras paralelas, cuja separação é menor que o comprimento de onda da luz a ser filtrado.

Portanto, a separação deve estar em torno de algumas centenas de nanômetros.

Os elétrons de acionamento nas moléculas têm mobilidade em toda a cadeia, o que se comporta como um fio de motorista fino.

Dessa forma, quando a luz não polarizada afeta a folha (que contém componentes verticais e polarizados verticais e horizontalmente), esses elétrons começam a oscilar horizontalmente por toda a cadeia.

O resultado é uma onda polarizada linearmente, com uma diferença de fase de 180º em relação ao componente horizontal da luz não polarizada, que são cancelados mutuamente. Assim, a folha de polarização absorve este componente horizontal, deixando apenas a passagem vertical.

Difração de luz

Para fazer a difração da luz, o tamanho dos griles deve ser da ordem dos nanômetros, uma vez que a difração só ocorre se a dimensão do obstáculo for menor que o incidente incidente.

Exercícios

Transforme as seguintes medidas em nanômetros:

a) 0.000056 cm

b) 4 microns

c) 200 pm

d) 40.3 mm

e) 0.0027 dm

Solução para

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

Solução b

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

Solução c

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

Solução d

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

Solução e

Um DM é um decímetro, ou décimo de um metro:

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

Referências

1. CEIICH UNAM: O que é um nanômetro. Recuperado de: youtube.com.
2. Imagem digital. O que é um nanômetro. Recuperado de: gusgsm.com.
3. Katz, d. 2017. Física para cientistas e engenheiros. Cengage Learning.
4. Sardi, m. Nanotecnologia: o futuro a um nanômetro de distância. Recuperado de: Palermo.Edu.
5. Wikipedia. Nanômetro. Recuperado de: é.Wikipedia.org.