Биографии Характеристики Анализ

Микроэлементы и макроэлементы. Микро, макро, мега миры

В разделе на вопрос что больше макро или микро? заданный автором росчерк лучший ответ это МАКРО-очень много. МИКРО- очень мало.

Ответ от Европеоидный [гуру]
Уже нано.


Ответ от Полосовой [гуру]
микро


Ответ от FeeL [эксперт]
Макро


Ответ от Павел Раскумарим [мастер]
макро


Ответ от ЁАН [гуру]
относительно чего?


Ответ от Виталий Семёнов [активный]
естесно макро!


Ответ от Оксана Юрьева [эксперт]
макро


Ответ от Ольга-Мария Представ.ПоЗак. [гуру]
С латыни приставки МАКРО- и МИКРО- придает противоположный смысл размерам указанным в корне слова предметам или явлениям.
Микро - равный одной миллионной доле от исходной еденицы измерения, о чем-то очень мелком...
Макро - о чем-то очень большом...
Но вот фото, сделанное с помощью микроскопа, даст изображение больше натурального объекта в 500 раз, но будет называться микрофотографией. А фото бабочки выполненное с хорошим качеством в натуральную величину или с увеличением в 2-3 раза, называют макро. Спросите у любителей фото, почему?


Ответ от Пп. а ч. 2 ст. 105 УК РФ [мастер]
Уважаемая Анастасия!
Согласно Международной системе единиц (СИ) :
микро (от греч. mikros-малый) -это 10 в мину 6 степени.
По-другому: Приставка для образования наименьших дольных единиц равных одной миллионной доле исходных единиц, обозначается как мк.
И ещё: Часть сложных слов, указывающая на малую величину чего-либо, например микроорганизм (невидимая бактерия).
Макро... (от греч. makros-большой, длиный) -часть сложных слов, означающая: большой, относящийся к большим размерам, величинам, например макромолекула.
Исходя из вышеизложенного: макро- больше, чем микро-.

РАЗМЕРЫ ОБИТАТЕЛЕЙ МАКРО И МИКРО МИРОВ

Размер, видимого или невидимого нами материального объекта – первый параметр, формирующий в нашем сознании правильное представление о нём. Поэтому при формировании общефизических знаний о материальных объектах, окружающих нас, мы должны знать, прежде всего, их размеры. Например, радиусы фотонов, равные длинам волн, описываемых их центрами масс изменяется в интервале шестнадцати порядков ().

Для характеристики линейного размера любого материального объекта давно введена единица измерения - «метр». Линейные размеры объектов больше метра оцениваются количествами метров, а меньше метра - его долями: сантиметрами или миллиметрами.

Радиус нашей матушки Земли, например, равен 6380000м, а радиус протона, одной из главных фундаментальных частиц микромира, равен 1,32/1000000000000000= .

Все обитатели микромира – локализованные (ограниченные в пространстве) образования, поэтому размеры каждого обитателя микромира и пределы их изменения - главная исходная информация, формирующая правильные представления о нём.

Существует международная система единиц СИ, в которой даны названия множителям, характеризующим изменения физических величин. Однако, в ней нет чёткого обозначения начала отсчёта. В результате названия множителей этой системы не содержат интервалы изменения их величин. Чтобы они содержали интервалы изменения величин, необходимо ввести начало отсчёта в шкалу изменения множителей. Тогда появляются диапазоны, которые формируют чёткие представления о меняющихся размерах обитателей макро и микро миров (табл. 1).

Вводим в таблицу множителей международной системы единиц СИ ноль, как начало отсчёта, и выделяем его жирным шрифтом . В результате получаем диапазоны изменения величин с названиями, которые раньше соответствовали названиям множителей (табл. 1).

Понятие нано, например, начинает характеризовать не названиемножителя , а название диапазона изменения величины . Это важное новое свойство понятия нано повышает логичность его использования. Дальше мы увидим, что размеры атомов, молекул и кластеров – основных участников нано технологий, изменяются в диапазоне «нано» (табл. 1).

Таблица 1. Диапазоны изменения физических величин

Диапазон изменения Наименование величин Обозначения русское/международное
йота
зета З/Z
экса Э/Е
пета П/Р
тера Т/Т
гига Г/G
мега М/М
кило к/k
гекто г/h
0,0- дека а/da
0,0 начало Начало/Start (H/S)
деци д/d
санти с/с
милли м/m
микро мк/
нано н/n
пико п/p
фемто ф/f
атто а/a

В системе СИ единицей длины является метр. В табл. 1 в диапазоне дека размеры изменяются от нуля до 10 метров, а в диапазоне деци – от нуля до десяти сантиметров.

Примеры размеров обитателей макромира. Средний рост человека . Радиус Земного шара . Радиус Земной орбиты Радиус Юпитера Радиус Солнечного диска Радиус Солнечной системы .

Названия диапазонов изменения размеров обитателей макромира приведены на рис. 1.

Рис. 1. Диапазоны изменения размеров обитателей макромира

Поскольку в системе СИ в качестве единицы геометрической длины принят метр, то множитель -одна миллиардная часть метра. Одну десятую миллиардной части метра () называют ангстремом. Если обитатель микромира имеет размер, равный 1000 ангстрем, то мы можем записать его так , а можем и так . Если же размер объекта микромира равен 0,001 ангстрема, то его можно записать так или так . Что же взять за основу, чтобы облегчить формирование представлений о размерах обитателей микромира?

Опыт показывает, что удобнее всего все размеры записывать так, чтобы до запятой стояли простые числа от 1 до 9. В этом случае формируется чёткое представление о порядках размеров обитателей микромира и легче устанавливается диапазон, которому они принадлежат. Например, число означает, что размер объекта микромира равен трем миллионным метра. Он соответствует нано диапазону (табл. 1, рис. 2).

Отметим, что основными величинами в системе СИ являются: длина (L), измеряемая в метрах (м); масса (М), измеряемая в кг; время (Т), измеряемое в секундах (с); сила электрического тока (I), измеряемая в амперах (А); термодинамическая температура (), измеряемая в кельвинах (К); сила света (J), измеряемая в канделах (кд); количество вещества (N), измеряемое в молях (моль).

Рис. 2. Шкала диапазонов изменения размеров

обитателей микромира

Остальные единицы измерений считаются дополнительными. Главное, что нам необходимо запомнить: энергия в системе СИ измеряется в джоулях (Дж), а в микромире используется внесистемная единица энергии электрон-вольт (эВ, eV). Один электрон-вольт равен .

Носителями тепла и информации являются фотоны, которые излучаются и поглощаются электронами и протонами, поэтому они также - участники всех нано технологий. Их размеры изменяются (рис. 2) от атто диапазона до санти диапазона

Протон – локализованное образование. В свободном состоянии он также имеет строго постоянные параметры. Масса протона равна , а радиус . Параметры протона меняются только тогда, когда он вступает в связь с нейтроном, при формировании ядра атома.

Нейтрон – также локализованное образование с постоянными параметрами, которые могут меняться при синтезе нейтронных кластеров.

Атомы, молекулы и кластеры (совокупности электронов, протонов нейтронов и молекул) – локализованные образования с меняющимися параметрами. Процессом изменения этих параметров управляют фотоны, излучаемые и поглощаемые электронами атомов и протонами ядер.

Итак, мы ввели диапазоны изменения физических единиц, их наименования и обозначения (табл. 1) и представили шкалы изменения диапазонов физических величин (рис. 1 и 2). Используем эти диапазоны для представления размеров основных обитателей макро и микро миров.

Исторически сложилось так, что человек начал изучать видимые им обитатели макромира, а потом перешёл к изучению невидимых обитателей микромира.

Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы - мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни - от бесконечности до 10-24 с.

Макромир - мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время - в секундах, минутах, часах, годах.

Мегамир - это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов - миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макро - и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.

На микроскопическом уровне физика сегодня занимается изучением процессов, разыгрывающихся на длинах порядка 10 в минус восемнадцатой степени см., за время - порядка 10 в минус двадцать второй степени с. В мегамире ученые с помощью приборов фиксируют объекты, удаленные от нас на расстоянии около 9-12 млрд. световых лет.

Микромир. Демокритом в античности была выдвинута Атомистическая гипотеза строения материи, позже, в XVIII в. была возрождена химиком Дж. Дальтоном, который принял атомный вес водорода за единицу и сопоставил с ним атомные веса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-химические свойства атома. В XIX в. Д. И. Менделеев построил систему химических элементов, основанную на их атомном весе.

В физику представления об атомах как о последних неделимых структурных элементах материи пришли из химии. Собственно физические исследования атома начинаются в конце XIX в., когда французским физиком А. А. Беккерелем было открыто явление радиоактивности, которое заключалось в самопроизвольном превращении атомов одних элементов в атомы других элементов.

История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаря открытию Дж. Томсоном электрона - отрицательно заряженной частицы, входящей в состав всех атомов. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, а атом в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличии помимо электрона и положительно заряженной частицы. Масса электрона составила по расчетам 1/1836 массы положительно заряженной частицы.

Существовало несколько моделей строения атома.

В 1902 г. английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) предложил первую модель атома - положительный заряд распределен в достаточно большой области, а электроны вкраплены в него, как «изюм в пудинг».

В 1911 г. Э. Резерфорд предложил модель атома, которая напоминала солнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него по своим орбитам движутся электроны.

Ядро имеет положительный заряд, а электроны - отрицательный. Вместо сил тяготения, действующих в Солнечной системе, в атоме действуют электрические силы. Электрический заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру в периодической системе Менделеева, уравновешивается суммой зарядов электронов - атом электрически нейтрален.

Обе эти модели оказались противоречивы.

В 1913 г. великий датский физик Н. Бор применил принцип квантования при решении вопроса о строении атома и характеристике атомных спектров.

Модель атома Н. Бора базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда и на разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинул гипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершенно несовместимых с классической физикой:

1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоря языком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов, двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая;

2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии.

В конечном итоге точно описать структуру атома на основании представления об орбитах точечных электронов принципиально невозможно, поскольку таких орбит в действительности не существует.

Теория Н. Бора представляет собой как бы пограничную полосу первого этапа развития современной физики. Это последнее усилие описать структуру атома на основе классической физики, дополняя ее лишь небольшим числом новых предположений.

Создавалось впечатление, что постулаты Н. Бора отражают какие-то новые, неизвестные свойства материи, но лишь частично. Ответы на эти вопросы были получены в результате развития квантовой механики. Выяснилось, что атомную модель Н. Бора не следует понимать буквально, как это было вначале. Процессы в атоме в принципе нельзя наглядно представить в виде механических моделей по аналогии с событиями в макромире. Даже понятия пространства и времени в существующей в макромире форме оказались неподходящими для описания микрофизических явлений. Атом физиков-теоретиков все больше и больше становился абстрактно-ненаблюдаемой суммой уравнений.

Макро или Микро? Картинки ученых меняют наше чувство масштаба. Это началось, когда Стивен Янг, профессор географии в Салемском государственном университете в Массачусетсе, обманул своего коллегу биолога Пола Келли, в дискуссии, что спутниковое изображение являлось микроскопическим. После этого они вдвоем начали собирать и создавать изображения, которые ставили в тупик наше чувство масштаба. Фотографии, которые включают в себя крупные планы крыла стрекозы и фотографии пустыни Сахара, сделанные с воздуха, в настоящее время показаны и в Галерее Winfisky Салемского государственного университета и в Университетском центре изобразительных искусств Clark Traina. Сможете ли вы догадаться, сняты они вблизи или вдалеке?



1. Микро или макро? Это микро: это фотография, полученная с электронного микроскопа крыла стрекозы Зеленый Дарнер.


2. Микро или макро? Это микро: это 1 миллиметровый широкий образец зеленой водоросли Marchantia.

3. Микро или макро? Это макро: этот образ является спутниковой фотографией центральной Мали, в Сахаре, изображения обрабатываются, чтобы показать высокую температуру и фотосинтез.


4. Микро или макро? Это макро: это песчаные дюны в восточном регионе Алжира Эрг, вид с Международной космической станции.


5. Микро или Макро? Это микро: это изображение полированного образца Магнетита, полученное с помощью электронного микроскопа.


6. Микро или макро? Это микро: это похожие на пещеры, органические структуры мышечных волокон из сердца воробья.


7. Микро или макро? Это микро: хотя это выглядит как прибрежный ландшафт, на самом деле это полированный минеральная образец 2,5 мм в ширину.


8. Микро или макро? Это микро: вы смотрите на изображение кожи Леонарда Фрога, полученной с помощью электронного микроскопа.