1.3: Tieteellinen merkintätapa
Luvussa 1.1 totesimme, että yksi kuparipenni sisältää noin 28.000.000.000.000.000.000.000.000 atomia. Tämä on valtava luku. Jos mittaisimme vetyatomin halkaisijan, se olisi noin 0,000000000000000026 tuumaa halkaisijaltaan. Tämä on uskomattoman pieni luku. Kemistit käyttävät rutiininomaisesti hyvin suuria ja hyvin pieniä lukuja laskelmissa. Jotta voisimme käyttää tätä lukualuetta tehokkaasti, kemistit ilmaisevat luvut yleensä eksponentti- eli tieteellisellä merkintätavalla. Tieteellisessä merkintätavassa luku n esitetään kyseisen luvun ja 10:n tulona, joka korotetaan jollakin eksponentilla x, eli (n × 10x). Luku 102 on yhtä suuri kuin 100. Jos kerromme 2 × 102, se vastaa 2 × 100 eli 200:aa. Näin ollen 200 voidaan kirjoittaa tieteellisessä merkintätavassa muodossa 2 × 102. Kun muunnamme luvun tieteelliseen merkintätapaan, aloitamme kirjoittamalla a luvun ensimmäisen (nollasta poikkeavan) numeron. Jos luvussa on useampi kuin yksi numero, kirjoitetaan desimaalipiste ja sen jälkeen kaikki loput numerot. Seuraavaksi tarkastelemme lukua ja katsomme, millä 10:n potenssilla tämä desimaali on kerrottava, jotta saadaan alkuperäinen luku. Toiminnallisesti kyse on desimaalien siirtämisestä. Otetaan esimerkiksi pennin sisältämien atomien määrä, 28 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Aloitetaan kirjoittamalla 2,8. Saadaksemme tarvitsemamme 10:n potenssin aloitamme luvun viimeisestä numerosta ja laskemme, kuinka monta paikkaa meidän on siirrettävä vasemmalle saavuttaaksemme uuden desimaalipisteen. Tässä esimerkissä meidän on siirrettävä 22 paikkaa vasemmalle. Luku on siis 2,8:n ja 1022:n tulo, ja luku kirjoitetaan tieteellisessä merkintätavassa muodossa 2,8 × 1022.
Katsotaanpa hyvin pientä lukua; esimerkiksi 0,000000000000000026 tuumaa, vetyatomin halkaisija. Haluamme sijoittaa desimaalipisteen kahden ja kuuden väliin. Tätä varten meidän on siirrettävä numeromme desimaalipilkkua oikealle kolmetoista paikkaa. Kun muunnat lukua tieteelliseen merkintätapaan ja siirrät desimaalipistettä oikealle, 10:n potenssin on oltava negatiivinen eksponentti. Luku kirjoitettaisiin siis \(2,6 \ kertaa 10^{-13}\) tuumaa. Alla olevassa taulukossa \(\PageIndex{1}\) on joukko lukuja desimaalimuodossa ja tieteellisessä merkintätavassa.
Desimaalimuodossa | Tieteellisessä merkintätavassa |
---|---|
274 | 2.74 × 102 |
0.0035 | 3.5 × 10-3 |
60221415 | 6.0221415 × 107 |
0.125 | 1.25 × 10-1 |
402.5 | 4.025 × 102 |
0.0002001 | 2.001 × 10-4 |
10,000 | 1 × 104 |
Harjoitus \(\PageIndex{1}\)
Muunnetaan seuraavat luvut tieteelliseen merkintätapaan:
- 93,000,000
- 708,010
- 0.000248
- 800.0
Harjoitus \(\PageIndex{2}\)
Muunnetaan seuraavat luvut tieteellisestä merkintätavasta desimaalimuotoon:
- 6.02 × 104
- 6.00 × 10-4
- 4.68 × 10-2
- 9.3 × 107
Tekijät ja attribuutiot
-
Paul R. Young, kemian professori, Illinois’n yliopisto Chicagossa, Wiki: AskTheNerd; PRYaskthenerd.com – pyounguic.edu; ChemistryOnline.com