จากข้อสอบโครงการช้างเผือก นาโนเมตร คืออะไร

 

              จากข้อสอบคัดเลือกโครงการช้างเผือกโรงเรียนนายเรืออากาศ ที่สอบไปเมื่อวันเสาร์ที่ 24  พฤศจิกายน  2555 มีข้อหนึ่งที่น่าสนใจและมีนักเรียนสงสัยกันมาก  ถามว่า

ในการเรียนวิชา วัสดุศาสตร์สำหรับวิศวกรของนนอ.ชั้นปีที่ 2  นนอ. วสันต์ใช้กล้องส่องดูขนาดของโมเลกุลของวัสดุชิ้นหนึ่ง พบว่าแต่ละโมเลกุลมีความยาว 160 นาโนเมตร อยากทราบว่าหากนำโมเลกุลดังกล่าวมาเรียงต่อกันเป็นสาย จำนวน 500,000 โมเลกุล จะทำให้วัสดุยาวกี่เซนติเมตร

จะเห็นได้ว่าเรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการวัดในระบบSI(The International Sytem of Units) เป็นระบบวัดทางวิทยาศาสตร์ที่นิยมและแพร่หลายใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ในวงการวิทยาศาสตร์ แพทย์ อุตสาหกรรม รัฐบาล เช่นการวัดความยาว หน่วยที่ใช้คือ เมตร (meter ) สัญลักษณ์ที่ใช้ คือ m  และยังได้กำหนด คำนำหน้าหน่วย ( SI PREFIXES ) คือสัญลักษณ์ที่นำมาวางไว้หน้าหน่วย เช่น ไมโคร กิโล เป็นต้น โดยกำหนดไว้ด้วยกัน 20 ตัว  ดังตารางต่อไปนี้

ตัวประกอบ(FACTOR)	ชื่อคำนำหน้าหน่วย(PREFIX NAME)	สัญลักษณ์(SYMBOL)	ตัวประกอบ(FACTOR)	ชื่อคำนำหน้าหน่วย(PREFIX NAME)	สัญลักษณ์(SYMBOL)
101	เดคะ (deca)	da	10-1	เดซิ (deci)	d
102	เฮกโต (hecto)	h	10-2	เซนติ (centi)	c
103	กิโล (kilo)	k	10-3	มิลลิ (milli)	m
106	เมกะ (mega)	M	10-6	ไมโคร (micro)	µ
109	จิกะ (giga)	G	10-9	นาโน (nano)	n
1012	เทระ (tera)	T	10-12	พิโก (pico)	p
1015	เพตะ (peta)	P	10-15	เฟมโต (femto)	f
1018	เอกซะ (exa)	E	10-18	อัตโต (atto)	a
1021	เซตตะ (zetta)	Z	10-21	เซปโต (zepto)	z
1024	ยอตตะ (yotta)	Y	10-24	ยอกโต (yocto)	y

คำนำหน้าหน่วยมีไว้เพื่อ ลดปริมาณการเขียนเลข ศูนย์ ในปริมาณนั้นๆ เช่น

5 กิโลเมตร เท่ากับ  5 x 10³  เมตร  เท่ากับ  5,000 เมตร

ดังนั้นจากข้อสอบช้างเผือก ข้างต้น

  1โมเลกุลมีความยาว  160 นาโนเมตร   เท่ากับ 160 x  10^-9  เมตร 

  500,000 โมเลกุล  มีความยาว             เท่ากับ 500,000 x  160 x  10^-9  เมตร

                                                           เท่ากับ 5 x 100,000 x 16 x 10 x  10^-9  เมตร 

                                                           เท่ากับ 80 x 10^-3  เมตร

  ( 1 เมตร มีค่าเท่ากับ 100 เซนติเมตร)   เท่ากับ 80 x 10^-3 x 100 เซนติเมตร

                                                           เท่ากับ  8  เซนติเมตร

ภาพเปรียบเทียบขนาดของหน่วยต่างๆ

ภาพจาก http://www.nanotec.or.th/th/wp-content/uploads/2011/05/Nano-size1.jpg