How big is Angstrem?

Angstrem to jednostka długości równa jednej dziesięciomiliardowej części metra: dokładnie 0,1 nanometra, czyli 100 pikometrów. Jednostka ta nie należy do nowoczesnego układu metrycznego, czyli Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI), ale naukowcy wciąż używają jej do podawania rozmiarów atomów, długości wiązań między nimi i długości fal światła. Jej symbol to Å, a nazwano ją na cześć szwedzkiego fizyka Andersa Jonasa Ångströma.

Definicja

Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM), które opiekuje się układem SI, wymienia angstrem wśród jednostek spoza SI. Biuro przyjmuje, że 1 angstrem to 0,1 nanometra, i zalicza go do innych historycznych nazw dziesiętnych wielokrotności i ułamków jednostek SI, takich jak litr. Nanometr to miliardowa część metra, a pikometr to bilionowa część.

W Stanach Zjednoczonych Narodowy Instytut Norm i Technologii (NIST) wymienia angstrem wśród jednostek spoza SI, które nadal wolno stosować obok SI. Międzynarodowy komitet nadzorujący SI dopuścił to w 1978 roku, ponieważ jednostka była dobrze ugruntowana w niektórych dziedzinach. NIST nadal zniechęca własnych autorów do używania angstrema i stwierdza, że nie należy go wprowadzać w dziedzinach, które jeszcze go nie stosują. NIST zachowuje szwedzką pisownię, ångström.

Porównania rozmiarów

Atom wodoru ma około 1 angstrema średnicy: 1,06 angstrema, jeśli mierzyć jako dwukrotność promienia Bohra.
Dwa atomy węgla połączone wiązaniem pojedynczym znajdują się średnio w odległości 1,54 angstrema od siebie, licząc od środka do środka. Wiązanie podwójne zbliża je do 1,34 angstrema, a potrójne do 1,20.
Światło widzialne ma długości fal od 4000 do 7000 angstremów, od fioletu do czerwieni.
Szerokość ludzkiego włosa wynosi 800 000–1 000 000 angstremów.
Gdyby jeden angstrem rozciągnąć do 1 milimetra, włos miałby szerokość 0,8–1 kilometra. Osoba o wzroście 1,7 metra miałaby wysokość 17 000 kilometrów, czyli o około jedną trzecią więcej niż szerokość Ziemi.

Kto używa angstrema

Wiązania między atomami mają zwykle długość 1–2 angstremów, więc odległości w skali atomów wychodzą w tej jednostce jako małe, wygodne liczby. Podręczniki chemii nadal podają długości wiązań w angstremach.

Specjaliści od mikroskopii elektronowej często podają ostrość swoich obrazów także w angstremach. Mikroskop TEAM 0.5, zaprezentowany w 2008 roku w Lawrence Berkeley National Laboratory, zbudowano po to, by rozróżniał szczegóły oddalone od siebie o pół angstrema. Astronomowie badający światło widzialne podają jego długości fal zarówno w angstremach, jak i w nanometrach.

Skąd pochodzi nazwa

Anders Jonas Ångström (1814–1874) został w 1858 roku profesorem fizyki na Uniwersytecie w Uppsali w Szwecji. Był jednym z twórców spektroskopii, czyli nauki o barwach światła, które substancje wysyłają lub pochłaniają. Jako pierwszy badał też widmo zorzy polarnej.

W 1868 roku Ångström opublikował szczegółowe badanie widma Słońca, Recherches sur le spectre solaire („Badania nad widmem słonecznym”), które przez długi czas było dziełem standardowym. Wprowadził jednostkę długości fal światła, przyjętą później na całym świecie i nazwaną na jego cześć angstremem.