نانومتر هي وحدة القياس. فقط حول شيء معقد: النانومتر هو في الواقع مقداره

محول الطول والمسافة محول الكتلة محول حجم المواد الغذائية السائبة محول المساحة محول الحجم والوحدة في وصفات الطهيمحول درجة الحرارة الضغط، الإجهاد الميكانيكي، محول معامل يونج محول الطاقة والعمل محول الطاقة محول القوة محول الوقت محول السرعة الخطيةالزاوية المسطحة للكفاءة الحرارية وكفاءة استهلاك الوقود رقم المحول إلى أنظمة مختلفةتدوين تحويل وحدات قياس كمية المعلومات أسعار الصرف الأبعاد ملابس نسائيةوالاحذية مقاسات الملابس والاحذية الرجالية تحويل السرعة الزاويةومحول تسريع سرعة الدوران التسارع الزاويمحول الكثافة محول حجم محدد لحظة محول القصور الذاتي محول القوة محول عزم الدوران حرارة معينةالاحتراق (بالكتلة) محول كثافة الطاقة والحرارة النوعية لاحتراق الوقود (بالحجم) محول فرق درجات الحرارة محول معامل التمدد الحراري محول المقاومة الحرارية محول التوصيل الحراري النوعي محول سعة حرارية محددةالتعرض للطاقة ومحول الطاقة الإشعاع الحراريمحول الكثافة تدفق الحرارةمحول معامل نقل الحرارة محول التدفق الحجمي محول التدفق الكتلي محول التدفق المولي محول كثافة التدفق الشامل محول التركيز المولي تركيز الكتلة في المحلول محول اللزوجة الديناميكي (المطلق) محول اللزوجة الحركية محول التوتر السطحيمحول نفاذية البخار محول نفاذية البخار ومعدل نقل البخار محول مستوى الصوت محول حساسية الميكروفون محول مستوى ضغط الصوت (SPL) محول مستوى ضغط الصوت مع ضغط مرجعي قابل للتحديد محول السطوع محول شدة الإضاءة محول الإضاءة محول الدقة رسومات الحاسوبمحول التردد والطول الموجي قوة الديوبتر والطول البؤري قوة الديوبتر وتكبير العدسة (×) محول شحنة كهربائيةمحول كثافة الشحنة الخطية كثافة السطحمحول الشحن الكثافة الظاهريةمحول الشحن التيار الكهربائيمحول كثافة التيار الخطي محول كثافة التيار السطحي محول الجهد المجال الكهربائيمحول الإمكانات الكهروستاتيكيةومحول الجهد المقاومة الكهربائيةمحول المقاومة الكهربائية محول الموصلية الكهربائية محول الموصلية الكهربائية السعة الكهربائية محول الحث محول قياس الأسلاك الأمريكية المستويات في ديسيبل (ديسيبل مللي أمبير أو ديسيبل) ، ديسيبل (ديسيبل) ، واط ووحدات أخرى محول القوة المغناطيسية محول الجهد المجال المغنطيسيمحول التدفق المغناطيسيإشعاع محول الحث المغناطيسي. محول معدل الجرعة الممتصة الإشعاع المؤينالنشاط الإشعاعي. محول الاضمحلال الإشعاعي Radiation. محول جرعة التعرض للإشعاع. محول الجرعة الممتصة محول البادئة العشرية نقل البيانات وحدات الطباعة ومعالجة الصور محول وحدات حجم الأخشاب محول الحساب الكتلة المولية الجدول الدوري العناصر الكيميائيةدي آي مندليف

1 نانومتر [نانومتر] = 1E-09 متر [م]

القيمة الأولية

القيمة المحولة

متر فاحص البيتاميتر تيرامتر جيجامتر ميجامتر كيلومتر هكتومتر ديسيمتر سنتيمتر ملليمتر ميكرومتر ميكرومتر نانومتر بيكومتر فيمتومتر مقياس الضغط الجوي ميجابارسيك كيلوبارسيك فرسخ فلكي سنة ضوئية دوري الوحدة الفلكية الدوري البحري (البريطاني) الدوري البحري (الدولي) الدوري (قانوني) ميل ميل بحري (بريطاني) ميل بحري (دولي) ) ميل (قانوني) ميل (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) ميل (روماني) 1000 ياردة فورلونج فورلونج (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) سلسلة سلسلة (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) حبل (حبل الإنجليزية) جنس جنس (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) أرضية الفلفل (الإنجليزية) .القطب ) فهم، فهم فهم (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) ذراع ياردة القدم القدم (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) وصلة الارتباط (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) ذراع (بريطانيا) طول اليد ظفر الإصبع بوصة بوصة (الولايات المتحدة الأمريكية، الجيوديسي) barleycorn (الإنجليزية barleycorn) ألف ميكروبوصة أنجستروم الوحدة الذريةالطول x-وحدة فيرمي أربان لحام نقطة مطبعية ذراع مزدوج (سويدي) قامة (سويدي) عيار سنتينش كين أرشين أكتوس (روماني قديم) فارا دي تاري فارا كونوكويرا فارا كاستيلانا ذراع (يوناني) قصب طويل ذراع طويل كف "إصبع" طول بلانك كلاسيكي نصف قطر الإلكترون نصف قطر بور نصف القطر الاستوائي للأرض نصف القطر القطبي للأرض المسافة من الأرض إلى الشمس نصف قطر الشمس ضوء النانو ثانية ضوء ميكروثانية ضوء ميلي ثانية ضوء الثانيةساعة ضوئية، يوم خفيف، أسبوع ضوئي، مليار سنة ضوئية، المسافة من الأرض إلى القمر، الكابلات (الدولية)، الكابلات (البريطانية)، الكابلات (الولايات المتحدة الأمريكية)، ميل بحري (الولايات المتحدة الأمريكية)، وحدة رف الدقائق الخفيفة، خطوة أفقية، خط البيكسل، بوصة (روسية)، بوصة، قدم، قامة فيرست فهم مائل فيرست الحدود

تحويل القدمين والبوصات إلى أمتار والعكس

قدم بوصة

م

كثافة الشحنة الخطية

المزيد عن الطول والمسافة

معلومات عامة

الطول هو البعد الأكبرالهيئات. في مساحة ثلاثية الأبعادعادة ما يتم قياس الطول أفقيا.

المسافة هي الكمية التي تحدد مدى بعد جسمين عن بعضهما البعض.

قياس المسافة والطول

وحدات المسافة والطول

في نظام SI، يتم قياس الطول بالأمتار. الوحدات المشتقة مثل الكيلومتر (1000 متر) والسنتيمتر (1/100 متر) تُستخدم أيضًا بشكل شائع في النظام المتري. البلدان التي لا تستخدم النظام المتري، مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، تستخدم وحدات مثل البوصة والقدم والأميال.

المسافة في الفيزياء والأحياء

في علم الأحياء والفيزياء، غالبًا ما تُقاس الأطوال بأقل من ملليمتر واحد. ولهذا الغرض، تم اعتماد قيمة خاصة، وهي الميكرومتر. الميكرومتر الواحد يساوي 1×10⁻⁶ متر. في علم الأحياء، يقيس الميكروميتر حجم الكائنات الحية الدقيقة والخلايا، وفي الفيزياء، يقيس طول الأشعة تحت الحمراء الإشعاع الكهرومغناطيسي. يُطلق على الميكرومتر أيضًا اسم ميكرون، ويُشار إليه أحيانًا، خاصة في الأدب الإنجليزي الرسالة اليونانيةμ. تُستخدم أيضًا مشتقات أخرى للعداد على نطاق واسع: النانومتر (1 × 10⁻⁹ متر)، البيكومترات (1 × 10⁻¹² متر)، الفيمتومترات (1 × 10⁻¹⁵ متر ومقاييس الأتومتر (1 × 10⁻¹⁸ متر).

مسافة الملاحة

يستخدم الشحن الأميال البحرية. والميل البحري الواحد يساوي 1852 متراً. تم قياسه في الأصل كقوس مدته دقيقة واحدة على طول خط الطول، أي 1/(60x180) من خط الطول. وهذا جعل حسابات خطوط العرض أسهل، حيث أن 60 ميلًا بحريًا كانت تساوي درجة واحدة من خطوط العرض. عندما يتم قياس المسافة بالأميال البحرية، غالبًا ما يتم قياس السرعة بالعقدة. عقدة بحرية واحدة يساوي السرعةحركة ميل بحري واحد في الساعة.

المسافة في علم الفلك

وفي علم الفلك يقيسون مسافات طويلةولذلك، لتسهيل العمليات الحسابية، تم اعتماد قيم خاصة.

الوحدة الفلكية(au,au) يساوي 149,597,870,700 متر. حجم واحد الوحدة الفلكية- ثابت، أي ثابت. من المقبول عمومًا أن الأرض تقع على مسافة وحدة فلكية واحدة من الشمس.

سنة ضوئيةيساوي 10,000,000,000,000 أو 10¹³ كيلومتر. هذه هي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في الواحدة السنة اليوليانية. تُستخدم هذه الكمية في الأدبيات العلمية الشعبية أكثر من الفيزياء وعلم الفلك.

بارسيكيساوي تقريباً 30,856,775,814,671,900 متر أو حوالي 3.09 × 10¹³ كيلومتر. الفرسخ الفلكي هو المسافة من الشمس إلى جسم فلكي آخر، مثل كوكب أو نجم أو قمر أو كويكب، بزاوية ثانية قوسية واحدة. الثانية القوسية هي 1/3600 من الدرجة، أو ما يقرب من 4.8481368 ميكروراد بالراديان. يمكن حساب الفرس الفلكي باستخدام اختلاف المنظر - وهو تأثير التغيير المرئي في موضع الجسم، اعتمادًا على نقطة المراقبة. عند إجراء القياسات، ضع الجزء E1A2 (في الرسم التوضيحي) من الأرض (النقطة E1) إلى نجم أو أي جسم فلكي آخر (النقطة A2). وبعد ستة أشهر، عندما تكون الشمس على الجانب الآخر من الأرض، يتم وضع الجزء الجديد E2A1 من الموقع الجديد للأرض (النقطة E2) إلى الموقع الجديد في الفضاء لنفس الجسم الفلكي (النقطة A1). وفي هذه الحالة ستكون الشمس عند تقاطع هذين المقطعين عند النقطة S. وطول كل من المقطعين E1S وE2S يساوي وحدة فلكية واحدة. إذا رسمنا مقطعًا عبر النقطة S، المتعامدة مع E1E2، فسوف يمر عبر نقطة تقاطع القطع E1A2 وE2A1، I. المسافة من الشمس إلى النقطة I هي القطعة SI، وهي تساوي فرسخًا فلكيًا واحدًا، عندما تكون الزاوية بين المقطعين A1I وA2I ثانيتان قوسيتان.

في الصورة:

  • A1، A2: موضع النجم الظاهر
  • E1، E2: موقع الأرض
  • ق: موضع الشمس
  • أنا: نقطة التقاطع
  • IS = 1 بارسيك
  • ∠P أو ∠XIA2: زاوية اختلاف المنظر
  • ∠P = 1 ثانية قوسية

وحدات أخرى

الدوري - وحدة عفا عليها الزمنالطول، وكان يستخدم سابقًا في العديد من البلدان. في بعض الأماكن لا يزال يستخدم، على سبيل المثال في شبه جزيرة يوكاتان وفي المناطق الريفيةالمكسيك. هذه هي المسافة التي يقطعها الشخص في الساعة. دوري البحر - ثلاثة أميال بحرية، أي حوالي 5.6 كيلومتر. "ليو" هي وحدة تساوي الدوري تقريبًا. في إنجليزيكل من الدوريات والبطولات تسمى نفس الدوري. في الأدب، توجد الفراسخ أحيانًا في عناوين الكتب، مثل "20000 فرسخ تحت البحر" - رواية مشهورةجول فيرن.

مِرفَق- القيمة القديمة، يساوي المسافةمن طرف الإصبع الأوسط إلى المرفق. تم استخدام هذه القيمة على نطاق واسع في العالم القديم، في العصور الوسطى وحتى العصر الحديث.

ساحةاستخدم في النظام الإمبراطوري البريطاني ويساوي ثلاثة أقدام أو 0.9144 متر. وفي بعض البلدان، مثل كندا، حيث يتم قبولها النظام المتري، تستخدم الساحات لقياس نسيج وطول حمامات السباحة والملاعب والملاعب الرياضية مثل ملاعب الجولف وكرة القدم.

تعريف المتر

لقد تغير تعريف العداد عدة مرات. تم تعريف المتر في الأصل على أنه 1/10.000.000 من المسافة من القطب الشماليإلى خط الاستواء. في وقت لاحق، كان المتر يساوي طول معيار البلاتين إيريديوم. وفي وقت لاحق، تم مساواة المتر بالطول الموجي للخط البرتقالي الطيف الكهرومغناطيسيذرة الكريبتون ⁸⁶Kr في الفراغ، مضروبة في 1,650,763.73. اليوم، يتم تعريف المتر على أنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في 1/299,792,458 من الثانية.

الحسابات

في الهندسة، المسافة بين نقطتين، A وB، مع الإحداثيات A(x₁, y₁) وB(x₂, y₂) يتم حسابها بواسطة الصيغة:

وفي غضون دقائق قليلة سوف تتلقى إجابة.

حسابات تحويل الوحدات في المحول " محول الطول والمسافة" يتم تنفيذها باستخدام وظائف Unitconversion.org.

لذا فإن كلمة "مايكرو" تعني الكثير. تحتوي هذه الصفحات على محولات الوحدات التي تتيح لك تحويل القيم بسرعة ودقة من وحدة إلى أخرى، وكذلك من نظام وحدات إلى آخر. كيف أشعر حيال هذا؟ أنا أعرف بالفعل ما هو المتر. لقد وجدت سنتيمترًا ومليمترًا على المسطرة. كم يعني "مايكرو" و "نانو"؟


واحد على مليار من المتر. في جامعة هارفارد(الولايات المتحدة الأمريكية) تم إنشاء أنحف الأسلاك بقطر أقل من عشرة نانومتر (جزء من الألف من الميكرون). لا يرتبط تعريف هذه الوحدات بأي حال من الأحوال بأي إنشاءات إنسانية تاريخية، بل فقط بالقوانين الأساسية للطبيعة.

نانومتر. محول الوحدة.

ومنذ ذلك الحين، تم أيضًا إعادة تعريف جميع المقاييس الأخرى من حيث الوحدات المترية. وفي عام 1996 تم إطلاق النسخة الأولى من الموقع مع الحسابات الفورية. في نظام SI، يتم قياس الطول بالأمتار. الوحدات المشتقة مثل الكيلومتر (1000 متر) والسنتيمتر (1/100 متر) تُستخدم أيضًا بشكل شائع في النظام المتري. يستخدم الشحن الأميال البحرية. والميل البحري الواحد يساوي 1852 متراً. وهذا جعل حسابات خطوط العرض أسهل، حيث أن 60 ميلًا بحريًا كانت تساوي درجة واحدة من خطوط العرض.

وفي علم الفلك يتم قياس المسافات الكبيرة، لذلك يتم اعتماد كميات خاصة لتسهيل العمليات الحسابية. الوحدة الفلكية (au,au) تساوي 149,597,870,700 متر. هذه هي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال سنة جوليانية واحدة. تُستخدم هذه الكمية في الأدبيات العلمية الشعبية أكثر من استخدامها في الفيزياء وعلم الفلك. الفرسخ الفلكي هو المسافة من الشمس إلى جسم فلكي آخر، مثل كوكب أو نجم أو قمر أو كويكب، بزاوية ثانية قوسية واحدة.

المسافة في علم الفلك

هذه هي المسافة التي يقطعها الشخص في الساعة. الدوري البحري - ثلاثة أميال بحرية، أي حوالي 5.6 كيلومتر. الكوع هو قياس قديم يساوي المسافة من طرف الإصبع الأوسط إلى المرفق. وكانت هذه القيمة منتشرة على نطاق واسع في العالم القديم، وفي العصور الوسطى، وحتى العصر الحديث. تمت مساواة المتر لاحقًا بالطول الموجي للخط البرتقالي للطيف الكهرومغناطيسي لذرة الكريبتون ⁸⁶Kr في الفراغ، مضروبًا في 1,650,763.73.

المسافة في الفيزياء والأحياء

في الفيزياء، الطول دائمًا موجب كمية عددية. بمعرفة سرعة العجلة أو نصف قطرها، يمكن حساب المسافة التي تقطعها تلك العجلة. مثل هذه الحسابات مفيدة، على سبيل المثال، في ركوب الدراجات. يتم إجراء حسابات تحويل الوحدات في محول الطول والمسافة باستخدام وظائف Unitconversion.org.

تحويل القدمين والبوصات إلى أمتار والعكس

حدد الوحدة المراد التحويل إليها من قائمة الوحدات الصحيحة. ومقارنة بـ 22 نانومتر، تعمل تقنية 14 نانومتر على تقليل المسافة بين الزعانف العازلة، وزيادة ارتفاع الحواجز، وتقليل عددها. وبالتالي، فإن Intel Core في شكله المحمول يقترب أكثر فأكثر من تصميم SoC، وليس هناك شك في أنه سيقترب كثيرًا قريبًا.

باستخدام محول الطول والمسافة

ربما تكون هذه طريقة لجذب الأشخاص إلى أجهزة جديدة، بدءًا من نظام Android مع كل الأجهزة نسخة جديدةعلى العكس من ذلك، فإنه يتسارع على نفس الأجهزة. أو ربما لا ينبغي أن تكون البرمجة مهنة بسيطة، ويمكن الوصول إليها لأولئك الذين لا يريدون أن يلعقوها. حان الوقت لتحويل توزيع العمالة إلى مستوى جديدكما هو الحال في السينما: يجب أن يكون للكتاب منتج، ومخرج، وكاتب سيناريو، ومصممي أزياء، وأساتذة مؤثرات خاصة، وما إلى ذلك.

يتكون هذا السلك من 20 صفًا فقط من الذرات. تم تحديد الميل البحري الدولي في عام 1929 في المؤتمر الهيدروغرافي الدولي الاستثنائي. في الفيزياء الوحدات الطبيعيةوتستند القياسات فقط على الثوابت الفيزيائية الأساسية.

حاليًا، المقاييس الوحيدة غير المترية للطول المسموح رسميًا باستخدامها هي الأميال والساحات والأقدام لإشارات الطرق. السفينة السياحية Celebrity Reflection في ميناء ميامي. تم قياسه في الأصل كقوس مدته دقيقة واحدة على طول خط الطول، أي 1/(60x180) من خط الطول. قيمة الوحدة الفلكية الواحدة هي قيمة ثابتة، أي قيمة ثابتة. وتقع الأرض على مسافة وحدة فلكية واحدة من الشمس.

ولهذا الغرض، تم اعتماد قيمة خاصة، وهي الميكرومتر. ستظهر النتيجة فورًا في حقل "النتيجة" وفي حقل "القيمة المحولة". نانومتر - (نانومتر، نانومتر) وحدة الطول في النظام المتري، تساوي واحدًا على مليار من المتر (أي 10−9 متر).

علم الأوزان والمقاييس، علم القياس بالأمس. من الشائع اليوم قياس ما لا يراه أحد، أي الأشياء ذات الحجم النانوي. وهذا ما يفعله علم النانومترية. يتحدث ستيبان ليسوفسكي، طالب دراسات عليا في معهد MIPT، وموظف في قسم قياس النانو والمواد النانوية، عن المبادئ الأساسية لقياس النانو ووظائف المجاهر المختلفة ويشرح سبب اعتماد حجم الجسيم على طريقة قياسه.

التفكير المرجعي

في البداية، دعونا نتحدث عن القياس البسيط. كنظام، كان من الممكن أن ينشأ في العصور القديمة، عندما تحدث الكثير من الناس عن القياس - من فيثاغورس إلى أرسطو - لكنه لم ينشأ. تصبح جزءا الصورة العلميةفي عالم ذلك الوقت، فشل علم القياس بسبب نفس أرسطو. لعدة قرون قادمة، أسس أولوية الوصف النوعي للظواهر على الوصف الكمي. كل شيء تغير فقط في زمن نيوتن. توقف معنى الظواهر "حسب أرسطو" عن إرضاء العلماء، وتحول التركيز - من الجزء الدلالي من الوصف إلى الجزء النحوي. ببساطة، تقرر النظر إلى مقياس ودرجة تفاعلات الأشياء، وعدم محاولة فهم جوهرها. واتضح أنها كانت مثمرة أكثر بكثير. ثم جاء أفضل ساعةعلم القياس.

الأكثر المهمة الرئيسيةعلم القياس - لضمان توحيد القياسات. الهدف الرئيسي هو فصل نتيجة القياس عن كل التفاصيل: الوقت، ومكان القياس، ومن يقوم بالقياس وكيف يقرر القيام بذلك اليوم. ونتيجة لذلك، فإن ما يجب أن يبقى فقط هو أنه دائمًا وفي كل مكان، بغض النظر عن أي شيء، سوف ينتمي إلى الشيء - مقياسه الموضوعي، الذي ينتمي إليه بسبب الواقع المشترك للجميع. كيفية الوصول إلى الأشياء؟ من خلال تفاعلها مع أداة قياس. وللقيام بذلك، يجب أن تكون هناك طريقة قياس موحدة، بالإضافة إلى معيار واحد للجميع.

لذا، تعلمنا أن نقيس - كل ما تبقى هو أن يقوم الجميع في العالم بالقياس بنفس الطريقة التي نقيس بها. وهذا يتطلب أن يستخدموا جميعًا نفس الطريقة وأن يستخدموا نفس المعايير. وسرعان ما أدرك الناس الفوائد العملية المترتبة على تقديم نظام موحد من التدابير للجميع واتفقوا على بدء التفاوض. وظهر نظام متري للقياسات، والذي انتشر تدريجيًا في جميع أنحاء العالم تقريبًا. في روسيا، بالمناسبة، يعود الفضل في تقديم الدعم المترولوجي إلى ديمتري مندليف.

إن نتيجة القياس، بالإضافة إلى القيمة الفعلية للكمية، هي أيضًا طريقة يتم التعبير عنها بوحدات القياس. وبالتالي، فإن المتر المقاس لن يصبح نيوتن أبدًا، ولن تصبح الأوم أبدًا تسلا. إنه أحجام مختلفةتشير إلى طبيعة مختلفة للقياس، لكن هذا لا يحدث دائمًا بالطبع. يتبين أن متر السلك هو متر من حيث خصائصه المكانية ومن حيث التوصيل ومن حيث كتلة المادة الموجودة فيه. كمية واحدة متضمنة ظواهر مختلفةوهذا يسهل إلى حد كبير عمل عالم المقاييس. إلى حد ما، حتى الطاقة والكتلة تبين أنهما متساويان، لذلك يتم قياس كتلة الجزيئات فائقة الكتلة بالطاقة اللازمة لإنشائها.

بالإضافة إلى معنى الكمية ووحدة قياسها، هناك عدة أشياء أخرى عوامل مهمة، والتي تحتاج إلى معرفتها حول كل قياس. وكلها موجودة في تقنية قياس محددة تم اختيارها للحالة التي نحتاجها. فهو يحدد كل شيء: العينات القياسية، وفئة دقة الأدوات، وحتى مؤهلات الباحثين. ولكوننا قادرين على توفير كل هذا، بناءً على المنهجية، يمكننا إجراء القياسات الصحيحة. وفي نهاية المطاف، فإن استخدام هذه التقنية يمنحنا قياسات مضمونة لخطأ القياس، وتتلخص نتيجة القياس بأكملها في رقمين: القيمة وخطأها، وهو ما يعمل به العلماء عادة.

قياس غير مرئية

يعمل علم القياس النانوي وفقًا لنفس القوانين تقريبًا. ولكن هناك بعض الفروق الدقيقة التي لا يمكن تجاهلها. لفهمها، تحتاج إلى فهم عمليات العالم النانوي وفهم ما هي في الواقع خصوصيتها. وبعبارة أخرى، ما الذي يميز تكنولوجيا النانو؟

بالطبع، علينا أن نبدأ بالحجم: نانومتر واحد في المتر هو تقريبًا نفس عدد الصينيين في سكان الصين. أبعاد هذا المقياس (أقل من 100 نانومتر) تجعل من الممكن سلسلة كاملة من التأثيرات الجديدة. وهنا الآثار فيزياء الكم، بما في ذلك حفر الأنفاق، والتفاعل مع الأنظمة الجزيئية، و النشاط البيولوجيوالتوافق، والسطح المتطور، الذي يكون حجمه (بتعبير أدق، الطبقة القريبة من السطح) مشابهًا للحجم الإجمالي للكائن النانوي نفسه. مثل هذه الخصائص هي كنز من الفرص لأخصائيي تكنولوجيا النانو وفي نفس الوقت لعنة لأخصائي قياس النانو. لماذا؟

والحقيقة هي أنه بسبب وجود المؤثرات الخاصة، تتطلب الكائنات النانوية أساليب جديدة تمامًا. ولا يمكن رؤيتها بصريًا بالمعنى الكلاسيكي نظرًا لوجود قيود أساسية على الدقة التي يمكن تحقيقها. لأنه مرتبط بشكل صارم بالطول الموجي الإشعاع المرئي(يمكنك استخدام التداخل وما إلى ذلك، ولكن كل هذا غريب بالفعل). وقد تم اختراع العديد من الحلول الأساسية لهذه المشكلة.

بدأ كل شيء بجهاز عرض إلكتروني المجال (1936)، والذي تم تعديله لاحقًا إلى جهاز عرض أيوني المجال (1951). ويستند مبدأ عملها على حركة مستقيمةالإلكترونات والأيونات تحت تأثير القوة الكهروستاتيكية الموجهة من الكاثود النانوي الحجم إلى شاشة الأنود ذات الأبعاد العيانية التي نحتاجها بالفعل. الصورة التي نلاحظها على الشاشة تتشكل عند الكاثود أو بالقرب منه بسبب عوامل معينة العمليات الفيزيائية والكيميائية. بادئ ذي بدء، هذا هو استخراج إلكترونات المجال من التركيب الذري للكاثود واستقطاب ذرات الغاز "التصويري" بالقرب من إبرة الكاثود. بمجرد تشكيلها، يتم عرض صورة على شكل توزيع معين للأيونات أو الإلكترونات على الشاشة، حيث تتجلى من خلال قوى التألق. هذه طريقة أنيقة للنظر إلى البنية النانوية للمسامير المصنوعة من بعض المعادن وأشباه الموصلات، لكن أناقة الحل مقيدة للغاية لما يمكننا رؤيته، لذلك لم تصبح أجهزة العرض هذه شائعة بشكل خاص.

وكان الحل الآخر هو الشعور بالسطح حرفيًا، والذي تم تنفيذه لأول مرة في عام 1981 في شكل مسح ضوئي المجهر التحقيق، والتي تم منحها في عام 1986 جائزة نوبل. كما يمكنك التخمين من الاسم، يتم مسح السطح قيد الدراسة باستخدام مسبار، وهو عبارة عن إبرة مدببة.

يحدث تفاعل بين الإبرة وبنية السطح، وهو ما يمكن أن يحدث دقة عاليةيتم تحديدها إما عن طريق القوة المؤثرة على المسبار، أو عن طريق انحراف المسبار الناتج، أو عن طريق التغير في التردد (الطور، السعة) لتذبذبات المسبار. يعتمد التفاعل الأولي، الذي يحدد القدرة على دراسة أي كائن تقريبًا، أي عالمية الطريقة، على القوة التنافرية التي تنشأ عند الاتصال وعلى قوى فان دير فالس بعيدة المدى. من الممكن استخدام قوى أخرى، وحتى تيار النفق الناشئ، لرسم خريطة للسطح ليس فقط من وجهة نظر الموقع المكاني للأجسام النانوية على السطح، ولكن أيضًا من حيث خصائصها الأخرى. من المهم أن يكون حجم المسبار نفسه نانويًا، وإلا فلن يكون المسبار هو الذي يقوم بمسح السطح، بل السطح - المسبار (بسبب قانون نيوتن الثالث، يتم تحديد التفاعل بواسطة كلا الجسمين وبشكل متماثل). ولكن بشكل عام، تبين أن هذه الطريقة عالمية وتمتلك مجموعة واسعة من القدرات، بحيث أصبحت واحدة من الطرق الرئيسية في دراسة الهياكل النانوية. له العيب الرئيسي- يستغرق وقتا طويلا للغاية، خاصة بالمقارنة مع المجاهر الإلكترونية.

بالمناسبة، المجاهر الإلكترونية هي أيضًا مجاهر مسبارية، فقط المسبار الموجود فيها هو شعاع مركّز من الإلكترونات. إن استخدام نظام العدسات يجعله مشابهًا من الناحية النظرية للنظام البصري، على الرغم من أنه لا يخلو من اختلافات كبيرة. أولًا وقبل كل شيء: للإلكترون طول موجي أقصر من الفوتون بسبب كتلته. وبطبيعة الحال، فإن الأطوال الموجية هنا لا تنتمي إلى جزيئات الإلكترون والفوتون نفسها، ولكنها تميز سلوك الموجات المقابلة لها. هناك اختلاف مهم آخر: تفاعل الأجسام مع الفوتونات والإلكترونات مختلف تمامًا، وإن لم يكن بدونه الميزات المشتركة. في بعض الحالات، تكون المعلومات التي يتم الحصول عليها من التفاعل مع الإلكترونات أكثر أهمية من التفاعل مع الضوء - ومع ذلك، فإن الوضع المعاكس ليس نادرًا.

آخر شيء يجب ملاحظته هو الفرق الأنظمة البصرية: إذا كانت العدسات بالنسبة للضوء عبارة عن أجسام مادية تقليديًا، فهي كذلك بالنسبة لحزم الإلكترون المجالات الكهرومغناطيسيةمما يعطي حرية أكبر في التعامل مع الإلكترونات. هذا هو "سر" المجهر الإلكتروني الماسح، الصورة التي، على الرغم من أنها تبدو وكأنها تم الحصول عليها باستخدام مجهر ضوئي عادي، يتم صنعها بهذه الطريقة فقط لراحة المشغل، ويتم الحصول عليها من تحليل الكمبيوتر خصائص تفاعل شعاع الإلكترون مع نقطية منفصلة (بكسل) على العينات التي يتم مسحها بشكل تسلسلي. تفاعل الإلكترونات مع الجسم يجعل من الممكن رسم خريطة للسطح من حيث التضاريس، التركيب الكيميائيوحتى خصائص الانارة. يمكن لأشعة الإلكترون أن تمر عبر عينات رقيقة، مما يسمح لك بالرؤية الهيكل الداخليمثل هذه الأشياء - وصولاً إلى الطبقات الذرية.

هذه هي الطرق الرئيسية التي تسمح لنا بتمييز ودراسة هندسة الأجسام على المستوى النانوي. هناك آخرون، لكنهم يعملون مع أنظمة كاملة من الكائنات النانوية، ويحسبون معلماتها إحصائيًا. يتضمن ذلك قياس حيود الأشعة السينية للمساحيق، مما يجعل من الممكن معرفة ليس فقط تكوين الطور للمسحوق، ولكن أيضًا شيئًا يتعلق بتوزيع حجم البلورات؛ والقياس الإهليلجي الذي يميز السُمك أفلام رقيقة(الشيء الذي لا غنى عنه في إنشاء الإلكترونيات، حيث يتم إنشاء بنية الأنظمة بشكل أساسي طبقة تلو الأخرى)؛ وطرق امتصاص الغاز لتحليل مساحة سطحية معينة. يمكن أن تكون أسماء بعض الطرق مربكة: تشتيت الضوء الديناميكي، التحليل الطيفي الكهربائي الصوتي، قياس الاسترخاء بالرنين المغناطيسي النووي (ومع ذلك، يطلق عليه ببساطة قياس الاسترخاء بالرنين المغناطيسي النووي).

ولكن هذا ليس كل شيء. على سبيل المثال، يمكنك نقل شحنة إلى جسيم نانوي يتحرك في الهواء، ثم تشغيل المجال الكهروستاتيكي، والنظر في كيفية انحراف الجسيم، وحساب حجمه الديناميكي الهوائي (تعتمد قوة احتكاكه بالهواء على حجم الجسيم) . بالمناسبة، يتم تحديد حجم الجسيمات النانوية بطريقة مماثلة في الطريقة المذكورة سابقًا لتشتت الضوء الديناميكي، ويتم تحليل السرعة في الحركة البراونية فقط، وأيضًا بشكل غير مباشر، من خلال تقلبات تشتت الضوء. يتم الحصول على القطر الهيدروديناميكي للجسيم. وهناك أكثر من طريقة من هذه الأساليب "الماكرة".

مثل هذه الوفرة من الأساليب التي يبدو أنها تقيس نفس الشيء - الحجم، لها تفصيل واحد مثير للاهتمام. غالبًا ما يختلف حجم نفس الجسم النانوي، وأحيانًا عدة مرات.

ما الحجم المناسب؟

هذا هو الوقت المناسب لتذكر علم القياس العادي: يتم تحديد نتائج القياس، بالإضافة إلى القيمة المقاسة الفعلية، أيضًا من خلال دقة القياسات والطريقة التي تم بها إجراء القياس. وبناء على ذلك، يمكن تفسير الاختلاف في النتائج باختلاف الدقة والطبيعة المختلفة للكميات المقاسة. أطروحة حول طبيعة مختلفةقد تبدو الأحجام المختلفة لنفس الجسيمات النانوية أمرًا غريبًا، ولكنها حقيقة. حجم الجسيم النانوي من حيث سلوكه في التشتت المائي ليس نفس حجمه من حيث امتزاز الغازات على سطحه وليس نفس حجمه من حيث التفاعل مع شعاع الإلكترون في المجهر . ناهيك عن ذلك ل الأساليب الإحصائيةولا يمكن الحديث عن حجم معين، بل فقط عن القيمة التي تميز الحجم. ولكن على الرغم من هذه الاختلافات (أو حتى بفضلها)، يمكن اعتبار كل هذه النتائج صحيحة بنفس القدر، بمجرد قول القليل عن أشياء مختلفة، والنظر من جوانب مختلفة. ولا يمكن مقارنة هذه النتائج إلا من وجهة نظر مدى كفاية الاعتماد عليها في مواقف معينة: للتنبؤ بسلوك الجسيمات النانوية في السائل، فمن الأفضل استخدام قيمة القطر الهيدروديناميكي، وهكذا.

كل ما سبق ينطبق على علم القياس العادي، وحتى على أي تسجيل للحقائق، ولكن غالبًا ما يتم التغاضي عنه. يمكننا القول أنه لا توجد حقائق أكثر صحة وأقل صحة، وأكثر انسجاما مع الواقع وأقل (باستثناء ربما التزوير)، ولكن هناك فقط حقائق أكثر وأقل ملاءمة للاستخدام في موقف معين، وتستند أيضًا إلى أكثر أو أقل التفسير الصحيح لهذا. لقد تعلم الفلاسفة هذا جيدًا منذ زمن الوضعية: أي حقيقة محملة نظريًا.

لا تفوت محاضرة ستيبان:

; التسميات: mmk، mμ)

وهي إحدى الوحدات الأكثر استخدامًا لقياس الأطوال القصيرة، وتساوي 10 أنجستروم- وحدة قياس معترف بها بشكل عام وغير متضمنة فيها نظام سي. غالبًا ما ترتبط بالمنطقة تكنولوجيا النانوومع الطول الموجيمرئي سفيتا.

النانومتر الواحد يساوي تقريبًا البناء المشروطعشر ذرات هيدروجين مصطفة، إذا أخذنا اثنتين كقطر ذرة هيدروجين نصف قطر بور.

المسافة بين ذرات الكربون في الماسيساوي 0.154 نانومتر.

أنظر أيضا

ملحوظات


مؤسسة ويكيميديا.

2010.:

المرادفات