Volume 1
Grandezze e misure
I numeri e le cose
Numeri per contare
Ci sono circa 7 miliardi di esseri umani sulla Terra, cioè un sette seguito da nove zeri, o anche 7×109, secondo la notazione scientifica.
L’ordine di grandezza del numero di abitanti della Terra è dunque 1010;
- quello dei ragazzi in una scuola è 102;
- quello degli abitanti di un grande paese è 104;
- quello degli abitanti di una grande città è 106;
- quello degli abitanti dell’Italia è 107;
- quello degli abitanti dell’Europa è 108.
L’ordine di grandezza del numero di cellule del corpo umano è 1012.
L’ordine di grandezza del numero di molecole d’acqua in un bicchiere è 1024.
parola chiave Grandezza fisica
Domanda È corretto dire che 109 m è una lunghezza molto grande? Motiva la tua risposta in 5 righe.
Numeri per misurare lunghezze...
Le lunghezze con le quali abbiamo a che fare tutti i giorni e alle quali siamo più abituati sono quelle confrontabili con le dimensioni del nostro corpo e delle sue parti, dal metro al centimetro. Facilmente ci spingiamo sino a dimensioni dell’ordine del millimetro (10−3 m) e del kilometro (103 m); sappiamo inoltre che l’Italia è lunga, da sud a nord, circa 2000 km, anche se non è facile rappresentare mentalmente qualcosa della quale non abbiamo una percezione diretta. La scienza va oltre e, servendosi di tecniche e strumenti di misura sempre più sofisticati, va a esplorare la natura anche dove i nostri sensi non arrivano.
E così, grazie a telescopi e microscopi, riusciamo a conoscere gli ordini di grandezza dello spazio.
parola chiave Misura
Domanda Ultimamente si parla molto di nanotecnologie: si tratta dello studio della materia su scale dell’ordine del nanometro (cioè 10−9 m), che ha applicazioni nei campi più svariati, dalla biologia all’informatica.
Con quali tecniche e strumenti si eseguono misure nel «nanomondo»? Fai una ricerca e trova alcune immagini.
... intorno a noi
102 m → altezza dei grattacieli più alti;
103 m → altezza delle montagne più alte;
106 m → diametro terrestre;
108 m → distanza della Luna;
1011 m → distanza del Sole;
1012 m → dimensioni del Sistema Solare;
1016 m → distanza di Proxima Centauri, la stella più vicina al Sole;
1021 m → dimensioni della Via Lattea;
1022 m → distanza di Andromeda, la galassia più vicina alla Via Lattea;
1026 m → distanza dell’oggetto più lontano mai osservato.
…dentro di noi
10−2 m → dimensioni di un pollice;
10−4 m → dimensioni di un ovulo;10−5 m → spessore di un capello;
10−6 m → dimensioni delle cellule più piccole;
10−7 m → dimensione di un cromosoma;
10−9 m → dimensioni caratteristiche di una molecola;
10−10 m → diametro dell’atomo di idrogeno;
10−15 m → diametro di un elettrone.
10−35 m → limite delle attuali teorie della fisica.
L’ordine di grandezza delle persone che parlano hindi è 108
Non si possono «vedere» oggetti più piccoli della lunghezza d’onda della luce visibile, per cui per distinguere oggetti più piccoli del decimo di micron sono necessarie altre strategie di osservazione. Per esempio usando elettroni al posto della luce, come nel microscopio elettronico usato per fotografare questo polline di Ipomea Purpurea.
L’Empire State Building è alto 381 m (ordine di grandezza 102).
La galassia M51 ha le dimensioni di circa 1018 km.
L’ordine di grandezza del diametro dell’occhio di una mosca Drosophila è 10−4 m.
