Ангстрем [1] [2] [3] [4] ( / ˈ æ ŋ s t r əm / ; [3] [5] [6] ANG -strəm [5] ) — единица длины , равная 10 −10 м ; то есть одна десятимиллиардная метра , стомиллионная сантиметра , [ 7] 0,1 нанометра , или 100 пикометров . Единица названа в честь шведского физика Андерса Йонаса Ангстрема (1814–1874). [7] Первоначально она писалась шведскими буквами , как Ångström [7] а позже как ångström ( / ˈ ɒ ŋ s t r əm / ). [8] [9] [10] Последнее написание все еще указано в некоторых словарях, [1] но теперь редко встречается в английских текстах. Некоторые популярные американские словари указывают только написание angstrom . [2] [3]
Символ единицы измерения — Å , которая является буквой шведского алфавита , независимо от того, как единица измерения пишется. [1] [4] [3] Однако в менее формальных контекстах или в средствах массовой информации с ограниченными типографическими возможностями могут использоваться «A» [ требуется ссылка ] или «AU» [11] [7] .
Ангстрем часто используется в естественных науках и технике для выражения размеров атомов , молекул , микроскопических биологических структур и длин химических связей , расположения атомов в кристаллах , [12] длин волн электромагнитного излучения и размеров деталей интегральных схем. Атомные (ковалентные) радиусы фосфора , серы и хлора составляют около 1 ангстрема , тогда как у водорода — около 0,5 ангстрема. Видимый свет имеет длины волн в диапазоне 4000–7000 Å.
В конце 19 века спектроскописты приняли10 −10 метра как удобную единицу для выражения длин волн характерных спектральных линий ( монохроматических компонентов спектра излучения ) химических элементов . Однако вскоре они поняли, что определение метра в то время, основанное на материальном артефакте, было недостаточно точным для их работы. Поэтому около 1907 года они определили свою собственную единицу длины, которую они назвали «ангстрем», основываясь на длине волны определенной спектральной линии. [7] Только в 1960 году, когда метр был переопределен таким же образом, ангстрем снова стал равен10 −10 метра. Однако ангстрем никогда не был частью системы единиц СИ [13] [14] и все чаще заменяется нанометром (10 −9 м) или пикометр (10 −12 м).
В 1868 году шведский физик Андерс Йонас Ангстрём создал диаграмму спектра солнечного света , в которой он выразил длины волн электромагнитного излучения в электромагнитном спектре в единицах, кратных одной десятимиллионной миллиметра (или10−7 мм .) [16] [17] Диаграмма и таблица длин волн в солнечном спектре Ангстрема стали широко использоваться в сообществе физиков Солнца , которые приняли эту единицу и назвали ее в его честь. [ необходима ссылка ] Впоследствии она распространилась на области астрономической спектроскопии , атомной спектроскопии , а затем и на другие науки, имеющие дело со структурами атомного масштаба.
Хотя и предназначено для соответствия10 −10 метров, это определение было недостаточно точным для спектроскопических работ. До 1960 года метр определялся как расстояние между двумя царапинами на бруске из сплава платины и иридия , который хранился в BIPM в Париже в тщательно контролируемой среде. Использование этого материального стандарта привело к ранней ошибке около одной части на 6000 в табличных длинах волн. Ангстрем принял меры предосторожности, сверив используемый им стандартный брусок со стандартом в Париже, но метролог Анри Треска сообщил, что он был настолько неточным, что исправленные результаты Ангстрема были более ошибочными, чем неисправленные. [18]
В 1892–1895 годах Альберт А. Майкельсон и Жан-Рене Бенуа , работая в BIPM с использованием специально разработанного оборудования, определили, что длина международного эталона метра равна 1 553 163,5 длины волны красной линии спектра излучения электрически возбужденных паров кадмия . [19] В 1907 году Международный союз по сотрудничеству в области исследований Солнца (который впоследствии стал Международным астрономическим союзом ) определил международный ангстрем как точно 1/6438,4696 длины волны этой линии (в сухом воздухе при 15 °C (водородная шкала) и 760 мм рт. ст. при гравитации 9,8067 м/с2 ) . [20]
Это определение было одобрено на 7-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) в 1927 году, [ требуется ссылка ], но материальное определение метра сохранялось до 1960 года. [21] С 1927 по 1960 год ангстрем оставался вторичной единицей длины для использования в спектроскопии, определяемой отдельно от метра. [ требуется ссылка ]
В 1960 году сам метр был переопределен в спектроскопических терминах, что позволило переопределить ангстрем как равный ровно 0,1 нанометра. [ необходима цитата ]
После переопределения метра в спектроскопических терминах, ангстрем был формально переопределен как 0,1 нанометра. Однако некоторое время считалось, что нужна отдельная единица сопоставимого размера, определяемая непосредственно в терминах спектроскопии. В 1965 году JA Bearden определил звезду Ангстрема (символ: Å*) как 0,202901 длины волны вольфрамовой линии. [15] [22] Эта вспомогательная единица должна была быть точной в пределах 5 частей на миллион версии, полученной из нового метра. В течение десяти лет единица была признана недостаточно точной (с точностью ближе к 15 частям на миллион) и устаревшей из-за более точного измерительного оборудования. [23]
Хотя ангстрем по-прежнему широко используется в физике и химии, официально он не входит в Международную систему единиц (СИ). До 2019 года он был указан как совместимая единица как Международным бюро мер и весов (BIPM), так и Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST). [8] [10] Однако он не упоминается в 9-м издании официального стандарта СИ, «Брошюре BIPM» (2019) [13] или в его версии NIST [14] , и BIPM официально не рекомендует его использовать. Ангстрем также не включен в каталог единиц измерения Европейского союза , которые могут использоваться на его внутреннем рынке. [24]
В целях совместимости Unicode назначает кодовую точку U+212B Å ЗНАК АНГСТРОМА для символа ангстрема, который доступен в HTML как сущность Å , Å, или Å. [25] Однако версия 5 стандарта уже исключает эту кодовую точку и нормализует ее в код для шведской буквы U+00C5 Å ЛАТИНСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА A С КОЛЬЦОМ СВЕРХУ (сущность HTML , , или ), который следует использовать вместо нее. [26] [25] ÅÅÅ
В более старых публикациях, где глиф Å отсутствовал, единица иногда записывалась как «AU». Примером может служить классическая работа Брэгга 1921 года о структуре льда [11] , в которой константы решетки осей c и a равны 4,52 AU и 7,34 AU соответственно. Неоднозначно, что сокращение « au » может также относиться к атомной единице длины, бору — около 0,53 Å — или гораздо большей астрономической единице (около1,5 × 10 11 м ). [27] [28] [29]
