تفاوت مقیاس کیلوگرم و amu
کیلوگرم (kg) واحد پایه جرم در سیستم بینالمللی (SI) است که برای اجسام روزمره (مثل سنگ، انسان، خودرو) استفاده میشود. در مقابل، واحد جرم اتمی (amu) که گاهی دالتون (Da) نامیده میشود، واحدی بسیار کوچک است که برای بیان جرم اتمها، مولکولها و ذرات بنیادی (مثل پروتون و نوترون) کاربرد دارد.
نسبت بین این دو واحد بسیار عظیم است؛ یک کیلوگرم شامل تعداد غیرقابل تصوری از amu (حدود ۱۰ به توان ۲۶) میباشد.
فرمول تبدیل (ریاضی)
برای تبدیل کیلوگرم به amu، باید مقدار کیلوگرم را بر جرم یک amu (بر حسب کیلوگرم) تقسیم کنید. این جرم ثابت برابر با $1.660539 \times 10^-27$ است.
- m(amu): جرم بر حسب واحد اتمی
- m(kg): جرم بر حسب کیلوگرم
- 1.66e-27: ثابت جرم اتمی (معادل 1/12 جرم کربن-12)
مثالهای واقعی: از ذرات تا اجسام
جرم پروتون
جرم پروتون حدود 1.67 × 10-27 kg است. تبدیل:
1.67e-27 / 1.66e-27 ≈ 1.007 amu
جرم الکترون
الکترون بسیار سبک و حدود 9.109 × 10-31 kg است.
9.1e-31 / 1.66e-27 ≈ 0.00054 amu
یک کیلوگرم آهن
تبدیل 1 kg به واحد اتمی:
1 / 1.66e-27 ≈ 6.022 × 1026 amu
خطاهای رایج
- ✗عدم استفاده از نماد علمی: هنگام وارد کردن جرم ذرات در ماشین حساب، نوشتن ۰.۰۰۰...۲۷ عدد صفر بسیار مستعد خطا است. همیشه از نماد e استفاده کنید (مثل 1.6e-27).
- ✗گیج شدن با عدد آووگادرو: عدد حاصل از تبدیل ۱ کیلوگرم به amu، برابر با $1000 \times N_A$ است. (تبدیل ۱ گرم به amu دقیقاً برابر عدد آووگادرو است).
سوالات متداول
چرا در فیزیک از amu استفاده میشود؟▼
چون کار کردن با کیلوگرم در ابعاد اتمی منجر به توانهای منفی ۲۷ میشود که ناخوانا است. استفاده از amu (که برای پروتون حدود ۱ است) مقایسه جرمها را بسیار سادهتر میکند.
ارتباط کیلوگرم با مول چیست؟▼
یک مول از مادهای با جرم اتمی X amu، جرمی دقیقاً برابر با X گرم (یا X/1000 کیلوگرم) دارد. این زیبایی سیستم SI و تعریف مول است.