Ангстрем [1] [2] [3] [4] ( / ˈ æ ŋ s t r əm / ; [3] [5] [6] ANG -strəm [ 5 ] ) или ангстрем ( / ˈ ɒ ŋ s t r əm / ) [7] [1] [8] [9] [10] — метрическая единица длины, равная 10-10 м ; _ то есть одна десятимиллиардная ( США ) метра , стомиллионная сантиметра , [11] 0,1 нанометра или 100 пикометров . Его символ — Å , буква шведского алфавита . Единица названа в честь шведского физика Андерса Йонаса Ангстрема (1814–1874). [11]
Ангстрем часто используется в естественных науках и технике для выражения размеров атомов , молекул , микроскопических биологических структур, длин химических связей , расположения атомов в кристаллах , [12] [13] длин волн электромагнитного излучения и размеров интегрированных частиц. части схемы . Атомные (ковалентные) радиусы фосфора , серы и хлора составляют около 1 ангстрема, а водорода — около 0,5 ангстрема . Видимый свет имеет длины волн в диапазоне 4000–7000 Å.
В конце 19 века спектроскописты приняли10-10 метра как удобная единица для выражения длин волн характеристических спектральных линий ( монохроматических составляющих спектра излучения ) химических элементов . Однако вскоре они поняли, что определение метра в то время, основанное на материальном артефакте, было недостаточно точным для их работы. Итак, примерно в 1907 году они определили свою собственную единицу длины, которую назвали «ангстрем», основанную на длине волны определенной спектральной линии. [11] И только в 1960 году, когда таким же образом было пересмотрено определение метра, ангстрем снова стал равен10−10 метров .
Несмотря на то, что это десятичная доля метра, ангстрем никогда не был частью системы единиц СИ , [14] [15] , и его все чаще заменяли нанометром или пикометром . До 2019 года она числилась как совместимая единица как Международным бюро мер и весов (BIPM), так и Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST), [9] [10] , но она не упоминается в 9-м издание официального документа SI, «Брошюра BIPM» (2019) [14] или его версия NIST. [15]
В 8-м издании брошюры BIPM (2006 г.) [9] и руководстве NIST 811 (2008 г.) [10] использовалось написание ångström шведскими буквами; однако эта форма редко встречается в английских текстах. В некоторых популярных словарях США указывается только правописание angstrom . [2] [3]
Принятым символом является «Å», независимо от того, как пишется эта единица. [1] [4] [3] Однако буква «А» часто используется в менее формальном контексте или в типографически ограниченных средствах массовой информации. [ нужна цитата ]
В 1868 году шведский физик Андерс Йонас Ангстрем создал диаграмму спектра солнечного света , в которой выразил длины волн электромагнитного излучения в электромагнитном спектре кратными одной десятимиллионной миллиметра (или10 −7 мм .) [16] [17] Диаграмма Ангстрема и таблица длин волн в солнечном спектре стали широко использоваться в сообществе физиков Солнца , которое приняло эту единицу и назвало ее в его честь. [ нужна цитата ] Впоследствии это распространилось на области астрономической спектроскопии , атомной спектроскопии , а затем и на другие науки, которые занимаются структурами атомного масштаба.
Несмотря на то, что он предназначен для соответствия10–10 метров , это определение было недостаточно точным для спектроскопических работ. До 1960 года метр определялся как расстояние между двумя царапинами на бруске платино - иридиевого сплава, хранившемся в BIPM в Париже в тщательно контролируемой среде. Использование этого материального стандарта привело к ранней ошибке примерно в одну 6000-ную в табличных длинах волн. Ангстрем принял меры предосторожности и проверил стандартный стержень, который он использовал, по эталону в Париже, но метролог Анри Треска сообщил, что он настолько неверен, что исправленные результаты Ангстрема были более ошибочными, чем неисправленные. [18]
В 1892–1895 годах Альберт А. Майкельсон и Жан-Рене Бенуа , работая в МБМВ со специально разработанным оборудованием, определили, что длина международного метрового эталона равна в 1 553 163,5 раза длине волны красной линии спектра излучения. электрически возбужденных паров кадмия . [19] В 1907 году Международный союз по сотрудничеству в области солнечных исследований (который позже стал Международным астрономическим союзом ) определил международный ангстрем как ровно 1/6438,4696 длины волны этой линии (в сухом воздухе при 15 ° C (водородная шкала) и 760 мм рт. ст. при силе тяжести 9,8067 м/с 2 ). [20]
Это определение было одобрено на 7-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) в 1927 году, но материальное определение метра сохранялось до 1960 года . [21] С 1927 по 1960 год ангстрем оставался вторичной единицей измерения. длина для использования в спектроскопии определяется отдельно от метра. [ нужна цитата ] В 1960 году сам метр был переопределен в спектроскопических терминах, что позволило переопределить ангстрем как равный ровно 0,1 нанометра. [ нужна цитата ]
Хотя ангстрем до сих пор широко используется в физике и химии, он не является формальной частью Международной системы единиц (СИ). Ближайшая единица СИ — нанометр (10-9 м ) . Международный комитет мер и весов официально не рекомендовал его использование и даже не упоминает о нем в 9-м издании официального стандарта (2019 г.). Ангстрем также не включен в каталог единиц измерения Европейского Союза , которые могут использоваться на его внутреннем рынке. [22]
После переопределения метра в спектроскопических терминах Ангстрем был формально переопределен и стал равным 0,1 нанометра. Однако на короткое время возникла необходимость в отдельном подразделении сопоставимого размера, определяемом непосредственно с точки зрения спектроскопии. В 1965 году Дж. А. Берден определил Ангстремскую звезду (обозначение: Å*) как 0,202901 длины волны вольфрамовой линии. [23] [24] Этот вспомогательный блок должен был иметь точность в пределах 5 частей на миллион от версии, полученной на основе нового счетчика. В течение десяти лет прибор был признан недостаточно точным (с точностью около 15 частей на миллион) и устаревшим из-за более точного измерительного оборудования. [25]
По соображениям совместимости Unicode включает формальный символ U+212B Å ANGSTROM SIGN ( HTML-сущность Å
, Å
, или Å
), который устарел. [26] Знак ангстрема нормализуется как U+00C5 Å ЛАТИНСКАЯ ЗАГЛАВНАЯ БУКВА A С КОЛЬЦОМ НАВЕРХУ (объект HTML , , или ). [27] Консорциум Unicode рекомендует использовать последний вариант. [26] Å
Å
Å
До цифрового набора ангстрем (или единицу ангстрема) иногда писали как «AU». Это использование очевидно в статье Брэгга о структуре льда [28] , в которой постоянные решетки по осям c и a равны 4,52 а.е. и 7,34 а.е. соответственно. Неоднозначно, аббревиатура « au » может также относиться к атомной единице длины, боровой единице длины (около 0,53 Å) или к гораздо более крупной астрономической единице длины (около 0,53 Å).1,5 × 10 11 м ). [29] [30] [31]
Его символ — Å , отдельная буква шведского алфавита, а не латинская буква с добавленным дополнительным кружком. Единица названа в честь шведского физика Андерса Йонаса Ангстрема (1814–1874). [11]
... рекомендует ... 5. использовать уникальный символ «ау» для обозначения астрономической единицы.
Единицы длины/расстояния: Å, нм, мкм, мм, см, м, км, а.е., световой год, шт.
Используйте стандартные сокращения для... натуральных единиц (например, а.е., ПК, см).