Comparando escalas de objetos de nível atômico com escalas de objetos de tamanho diário

Estou tentando fazer comparações de objetos de tamanho diário de itens de escala atômica, por exemplo, se uma nuvem de probabilidade de prótons fosse do tamanho de uma bola de basquete, qual seria a distância dos próximos átomos a ela?

A razão de ser é dar uma ideia do espaço entre os átomos e dar ao aluno uma ideia dos tamanhos relativos dos objetos atômicos .

Procurar exemplos de como a densidade de materiais pode ser refletida neste esquema de comparação, por exemplo, transformar um material denso em um material relativamente muito menos denso e muito mais perto dos blocos atômicos do tamanho de uma bola de basquete seriam relativamente mais próximos entre si.

PS: Nenhum modelo de objetos do cotidiano como analogia com a estrutura atômica será usado, apenas as distâncias relativas das estruturas são o objetivo principal.

Comentários

  • A proporção de tamanhos entre o próton e a nuvem atômica é 1: 100.000. Você pode descobrir o resto.
  • @Ron: Os números são bons, mas o que na vida real pode ser usado para transmitir a proporção de 1: 100.000? David ' O campo do girassol e do futebol de David ajudam mais nas visualizações do que 1: 100.000.
  • Sim, mas isso pode ser descoberto com uma régua e uma calculadora manual . Por que devemos ter perguntas cuja resposta é tão mecânica de produzir?
  • @Ron: O que é um procedimento mecânico? O simulador de kernel de girassol e campo de futebol você pode usar o pré-corte mecânico para dar mais alguns exemplos que se encaixem nessa escala de 1: 100000, por favor? obrigado

Resposta

É fácil verificar os tamanhos de um próton e de um átomo típico e determinar sua proporção, então você pode usar isso para comparar com objetos do mundo real. Por exemplo, o hidrogênio tem um núcleo que consiste em um único próton. O raio do próton é de cerca de $ 1 \ text {fm} $, e o do a nuvem de elétrons em um átomo de hidrogênio é cerca de $ 25 \ text {pm} $ (embora haja algumas sutilezas na definição de “raio”, que não irei entrar aqui). Assim, o átomo de hidrogênio tem cerca de 25.000 vezes o tamanho do próton. Então, se você estiver usando uma bola de basquete, com um diâmetro de $ 24 \ text {cm} $, para representar o próton, a nuvem de elétrons seria representada por algo 25.000 vezes maior, ou cerca de $ 6 \ text {km} $ através – provavelmente o tamanho de uma pequena cidade.

Uma comparação que ouço com frequência é um grão de milho com um campo de futebol. Um grão de milho tem normalmente cerca de $ 5-7 \ text {mm} $ de diâmetro (pela minha estimativa), enquanto um campo de futebol a 100 jardas é cerca de 13.000 vezes maior. Essa não é realmente a proporção certa para um átomo de hidrogênio, mas dá uma ideia da enorme diferença de escala envolvida.

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