生活中的数据及其表示方法

2008-07-11 10:18徐宝峰
关键词:纳米技术整数原子

徐宝峰 等

[问题与情境]

(1)据统计,我国平均每个县的人口约100万,那么其中1个人是一个县的人口的百万分之一.

(2)买一种福利彩票,一次中特等奖的机会只有百万分之一.

(3)存在于生物体内的某种细胞的形状近似于球,它的直径约为百万分之一米,即1μm.

(4)计算机的存储器存储速度非常快,完成一次存储的时间一般只有百分之一秒到十亿分之一秒.

以上例子说明,生活中有很多较小的数据,这些数据究竟有多大?看下面的例子:

(1)如何测量1张纸的厚度?说说你的想法(例如:可以将若干张同样的纸放在一起进行测量,再计算平均每张纸的厚度).

(2)百万分之一米,即0.000 001 m,可记作10-6m,又称1 μm,一张纸大约多少微米?

(3)人体一种细胞的直径为1 μm,多少这种细胞直径连接起来是1 mm?

这些较小数如何表示呢?

我们知道,用科学记数法可以很方便地表示一些绝对值较大的数,同样,用科学记数法也可以很方便地表示一些绝对值很小的数.

例如:0.1 == 10-1;

0.001 = = 10-3;

0.000 000 001 = =10-9;

0.000 000 72 =7.2×=7.2 × 10-7.

这就是说,纯小数可以表示为a × 10-n的形式.想一想:其中a和n有什么规律?

[开眼界]

(1)珠穆朗玛峰是世界第一高峰,它的海拔高度为8 844 m,它的千分之一是8.844 m,约3层楼的高度,它的万分之一是0.008 844 m,约0.8 cm,和你指甲的宽度相当.

(2)天安门广场的面积约为44万m2,它面积的百分之一为4 400 m2,它面积的万分之一为44 m2,它面积的百万分之一为0.44 m2.

(3)40瓶1.25 L的可乐饮料约有100万滴,1滴是它的百万分之一.

(4)据调查,人类患癌症的概率是百万分之一.

(5)非同胞生的兄弟姐妹是同天出生的概率是百万分之一.

(6)纳米技术:纳米是长度单位,原称毫微米,就是10-9 m(10亿分之一米).纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1~100 nm范围内材料的性质和应用.从具体的物质来说,人们往往用细如发丝来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20~50 μm,并不细.单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5 μm,也不算细.简而言之,1 μm大体上相当于4个原子的直径.

纳米技术包含下列4个主要方面.

纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在1~100 nm这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能.这种既不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料.

纳米动力学:主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺.

纳米生物学和纳米药物学:有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料.新的药物,即使是微为粒子的细粉,也大约有半数不溶于水,但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水.

纳米电子学:包括基于量子效应的纳米电子器件,纳米结构的光、电性质,纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等.

[经典例析]

1.精心选一选

(1)用科学记数法把一个数x记作x=±a × 10n时,a是().

A. 没有整数位的数 B. 整数位数为一位的数

C. 整数位数为二位的数 D. 整数位数为三位的数

(2)百万分之一是().

A. 10-4 B. 10-5 C. 10-6 D. 10-7

2.认真填一填

(1)大多数花粉是球形,直径约为20~50 mm,这相当于[ ]m.

(2)在显微镜下,人体内一种细胞的形状可以近似地看成圆,它的直径约为1.56 × 10-6 m,用科学计算器求出这种细胞的面积是[ ]m2.

[即学即练]

1.一个小立方块的边长是0.01 m.

(1)这个小立方块的体积是多少立方米?用科学记数法表示.

(2)多少个这种小立方块才能摆成体积为1 m3的大正方体?

2.用科学记数法表示下列各数.

(1) 0.001(2) 0.000 01 (3) 0.000 5

(4) 0.000 036 (5) 0.000 000 785

3.用科学记数法表示下列结果.

(1)银原子的直径为0.000 3 μm, 相当于多少米?

(2)随着微电子制造技术的不断进步,半导体材料的精细加工尺寸大幅度缩小,目前已经能够在350 mm2的芯片上集成5亿个元件,1个这样的元件大约占多少平方毫米?

(3)1 nm相当于1根头发丝直径的六万分之一, 一根头发丝的直径大约有多少米?(1 nm = 10-9 m)

4.查阅与百万分之一有关的资料,并向同伴描述它的大小.

[中考风向标]

1.(2006年·诸暨市)国家质检总局出台了国内销售的纤维制品甲醛含量标准,从2003年1月1日正式实施.该标准规定:针织内衣、床上用品等直接接触皮肤的制品,甲醛含量应在百万分之七十五以下.百万分之七十五用科学记数法表示写成 ().

A. 75 × 10-7 B. 75 × 10-6

C. 7.5 × 10-6 D. 7.5 × 10-5

2.(2006年·眉山市)已知空气的密度为0.001 239 g / cm3,用科学记数法表示是[ ]g / cm3.

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