Équivalences nanométriques, utilisations et exemples, exercices

Il nanomètre C'est un sous-culte du métro qui équivaut à 1 x 10^-9 M et abrégé 1NM. Il représente la millième partie d'un mètre, une échelle qui est couramment gérée dans la vie quotidienne.

À titre d'exemples: une molécule de sucre mesure 1 nm de large, tandis que le virus SARS CoV 19 a un diamètre comprise entre 100 et 160 nm.

Figure 1. Le nanomètre est utilisé pour exprimer les dimensions des microprocesseurs. Source: pxhere.

Le mot nanomètre dérive de la combinaison de deux mots grecs: "nanos" qui signifie nain et "métron", ou modèle de mesure. Le préfixe Nano a été très populaire récemment, grâce à la montée de la miniaturisation et de la technologie liée à des objets extrêmement petits, tels que les composants électroniques.

Ces très petites technologies ont rendu possible en peu de temps, entre autres, la création d'appareils électroniques avec de grandes capacités informatiques dans un ordinateur portable. Et aussi les coûts de chèle, les rendant abordables pour beaucoup plus de personnes.

La science médicale a également bénéficié de cette miniaturisation. C'est pourquoi il était nécessaire de créer des unités de mesure appropriées pour exprimer de très petites tailles, y compris le nanomètre.

[TOC]

Équivalence

Les éléments suivants sont des équivalences entre le nanomètre et d'autres unités de mesure fréquentes en science et ingénierie et donnent une bonne idée de la taille de cette unité:

Nanomètre au métro

Le compteur est l'unité de longueur du système international d'unités si. Dans ce cas, l'équivalence est:

1 nm = 1 x 10^-9 m

De même, 1 mètre a 1.000.000.000 nm, c'est-à-dire un milliard de nanomètres.

Nanomètre à CM

Le centimètre est un paramètre du métro très utilisé pour mesurer les objets quotidiens. L'équivalence entre le centimètre et le nanomètre est:

1 nm = 1 x 10^-7 cm

Il n'y a pas moins de 10 millions de nanomètres dans un centimètre.

Peut vous servir: source de tension

Nanomètre à millimètre

En millimètres, une unité qui est beaucoup utilisée pour exprimer de petites choses telles que le calibre des fils de cuivre, par exemple, un nanomètre est:

1 nm = 1 x 10^-6 MM

Ou quel est le même, 1 nm est le millionième d'un millimètre. Cela signifie qu'il y a 1 million de nanomètres en 1 mm.

Nanomètre aux microns

Le micromètre ou le micromètre, abrégé μM, est un autre sous-maître du métro qui est utilisé pour les choses qui ne sont pas visibles à l'œil nu. Le Micra est donc le millionième de 1 mètre:

1 nm = 0.001 μm

Pour avoir une idée de ces tailles: une cellule sanguine a un diamètre approximatif de 10 microns, ce qui, selon l'équivalence donnée, serait 10.000 nm. Et une bactérie est 10 fois plus petite, elle peut mesurer 1 micra ou 1000 nm.

Nanomètre à Picomètre

Le picomètre ou le PM, est un sous-culte du métro encore plus petit que le nanomètre. Un picomètre est égal à 1 × 10^-12 m.

1 nm = 1000 pm

Les picomètres conviennent pour mesurer de très petites longueurs d'onde, telles que la rayon x, par exemple, qui sont environ 17 h.

Utilisation du nanomètre

Le nanomètre est l'unité de mesure appropriée pour les tailles de nanosciences: l'appel À l'échelle nanométrique o Échelle nanoscopique, ainsi que pour les longueurs d'onde de la zone de spectre électromagnétique qui va de l'infrarouge proche, à travers le spectre visible aux rayons gamma.

À l'échelle nanométrique

Dans les nanosciences, qui consistent dans l'étude et le développement de nanostructures, les gammes varient de 1 à 100 nanomètres, donc le nanomètre est une unité appropriée pour les tailles qui y sont manipulées.

À cette échelle, la gravité n'est pas une force pertinente, car les masses sont très petites, mais d'autres interactions prennent leur place et il est nécessaire de commencer à prendre en compte les effets quantiques.

Peut vous servir: lune

De cette façon, les propriétés des matériaux aux niveaux nanoscopiques diffèrent considérablement de ceux qu'ils ont à l'échelle macroscopique.

Puces informatiques

Les puces informatiques ont diminué leur taille au fil du temps. À la fin des années 80, ils pourraient avoir environ 2000 nanomètres (0.0002 cm). En 2009, ils étaient 22 nanomètres et leur taille a actuellement été réduite à 10 nanomètres. Cela devrait réduire encore plus, au moins la moitié de cette dernière valeur.

Longueur d'onde du spectre visible

Le spectre électromagnétique se compose du continuum des longueurs d'onde et des fréquences dans lesquelles les ondes électromagnétiques se propagent. Ils vont des ondes radio, la moindre énergie, aux rayons x et aux rayons gamma, la plus grande énergie.

Au milieu se trouve la plage de lumière visible: l'ensemble de longueur d'onde auquel l'œil humain est sensible.

Le nanomètre est une unité de mesure très appropriée pour ces longueurs d'onde. Ce sont les valeurs que les gens distinguent:

-Rouge: 700 nm

-Orange: 665 nm

-Jaune: 630 nm

-Vert: 600 nm.

-Bleu: 550 nm.

-Indigo: 470 nm.

-Violet: 450 nm.

Les longueurs duda au-delà du rouge sont appelées infrarouge, Alors qu'après Violet est le rayonnement ultra-violet. Le soleil émet un rayonnement électromagnétique principalement dans toutes ces longueurs d'onde.

Figure 2. Les longueurs d'onde visibles de spectre s'expriment généralement dans les nanomètres. Source: Wikimedia Commons.

Feuilles polarisantes

Les feuilles polarisantes ont été inventées vers la fin des années 1920, par l'American Edwin Herbert Land (1909-1991). La fabrication de lunettes de soleil est l'une de ses utilisations les plus connues.

Peut vous servir: Brayton Cycle: processus, efficacité, applications, exercices

Le matériau utilisé se compose de longues chaînes d'hydrocarbures recouverts d'iode et disposés dans des rangs parallèles, dont la séparation est inférieure à la longueur d'onde de la lumière à filtrer.

Par conséquent, la séparation doit être d'environ quelques centaines de nanomètres.

Les électrons de conduite dans les molécules ont une mobilité tout au long de la chaîne, qui se comporte ainsi comme un fil de fil fin.

De cette façon, lorsque la lumière non polarisée affecte la feuille (qui contient à la fois des composants verticaux et polarisés horizontalement), ces électrons commencent à osciller horizontalement dans toute la chaîne.

Le résultat est une onde polarisée linéairement, avec une différence de phase à 180 ° par rapport à la composante horizontale de la lumière non polarisée, qui sont mutuellement annulées. Ainsi, la feuille polarisante absorbe ce composant horizontal, ne laissant que le passage vertical.

Diffraction légère

Pour faire la diffraction de la lumière, la taille des grilles doit être de l'ordre des nanomètres, car la diffraction ne se produit que si la dimension de l'obstacle est inférieure à l'incident de la longueur de l'incident.

Exercices

Transformez les mesures suivantes en nanomètres:

a) 0.000056 cm

b) 4 microns

c) 200 h

d) 40.3 mm

e) 0.0027 DM

Solution à

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

Solution B

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

Solution C

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

Solution d

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

Solution E

Un DM est un décimètre, ou dixième d'un mètre:

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

Les références

1. Ceiich unam: qu'est-ce qu'un nanomètre. Récupéré de: youtube.com.
2. Image digitale. Qu'est-ce qu'un nanomètre. Récupéré de: gusgsm.com.
3. Katz, D. 2017. Physique pour les scientifiques et les ingénieurs. Cengage Learning.
4. Sardi, m. Nanotechnologie: l'avenir d'un nanomètre à distance. Récupéré de: Palerme.Édu.
5. Wikipédia. Nanomètre. Récupéré de: est.Wikipédia.org.