How big is 옹스트롬?

옹스트롬은 1미터의 100억분의 1과 같은 길이 단위로, 정확히 0.1나노미터, 즉 100피코미터이다. 옹스트롬은 현대 미터법인 국제단위계(SI)에 속하지 않지만, 과학자들은 원자의 크기, 원자 사이 결합의 길이, 빛의 파장을 나타낼 때 여전히 이 단위를 쓴다. 기호는 Å이며, 스웨덴의 물리학자 안데르스 요나스 옹스트룀의 이름을 따서 지었다.

정의

SI를 관리하는 국제도량형국(BIPM)은 옹스트롬을 SI에 속하지 않는 단위로 분류한다. 국제도량형국은 1옹스트롬을 0.1나노미터로 정의하며, 리터처럼 SI 단위의 10진 배수와 분수에 붙은 다른 역사적 이름들과 한데 묶는다. 1나노미터는 1미터의 10억분의 1이고, 1피코미터는 1미터의 1조분의 1이다.

미국의 국립표준기술연구소(NIST)는 옹스트롬을 SI와 함께 계속 사용할 수 있는 비SI 단위로 분류한다. SI를 감독하는 국제위원회가 1978년에 이를 허용했는데, 이 단위가 특정 분야에서 이미 자리를 잡고 있었기 때문이다. 그래도 NIST는 자체 저자들에게 옹스트롬 사용을 여전히 권하지 않으며, 아직 쓰지 않는 분야에서는 도입하지 말아야 한다고 말한다. NIST는 스웨덴어 철자인 ångström을 그대로 쓴다.

크기 비교

수소 원자는 지름이 약 1옹스트롬이다. 보어 반지름의 2배로 측정하면 1.06옹스트롬이다.
단일 결합으로 이어진 탄소 원자 두 개는 평균적으로 중심에서 중심까지 1.54옹스트롬 떨어져 있다. 이중 결합에서는 1.34옹스트롬으로, 삼중 결합에서는 1.20옹스트롬으로 가까워진다.
가시광선의 파장은 보라색에서 빨간색까지 4,000~7,000옹스트롬이다.
사람 머리카락의 굵기는 800,000~1,000,000옹스트롬이다.
1옹스트롬을 1밀리미터로 확대한다면, 머리카락은 굵기가 0.8~1킬로미터일 것이다. 키가 1.7미터인 사람은 키가 17,000킬로미터가 되어, 지구 지름의 약 1과 3분의 1배가 될 것이다.

옹스트롬을 쓰는 사람들

원자 사이의 결합 길이는 대체로 1~2옹스트롬이므로, 원자 규모의 거리가 이 단위로는 작고 다루기 편한 수로 나온다. 화학 교재는 지금도 결합 길이를 옹스트롬으로 싣는다.

전자현미경 연구자들도 이미지의 선명도를 옹스트롬으로 나타내는 일이 많다. 2008년 로렌스 버클리 국립연구소에서 공개된 TEAM 0.5 현미경은 0.5옹스트롬 떨어진 세부 구조를 구별하도록 만들어졌다. 가시광선을 연구하는 천문학자들은 빛의 파장을 옹스트롬과 나노미터 둘 다로 나타낸다.

이름의 유래

안데르스 요나스 옹스트룀(1814~1874)은 1858년 스웨덴 웁살라 대학교의 물리학 교수가 되었다. 그는 물질이 내거나 흡수하는 빛의 색을 연구하는 분야인 분광학의 창시자 중 한 사람이다. 또 북극광의 스펙트럼을 처음 연구한 사람이기도 하다.

1868년 옹스트룀은 태양 스펙트럼을 자세히 다룬 연구서 Recherches sur le spectre solaire(“태양 스펙트럼 연구”)를 출간했고, 이 책은 오랫동안 표준 저작으로 쓰였다. 그는 빛의 파장을 나타내는 단위를 도입했는데, 이 단위는 훗날 국제적으로 채택되어 그의 이름을 기려 옹스트롬이라고 불리게 되었다.