Порядки величин (довжина)

Візуалізація. Об'єкти, що мають розміри різних порядків.

Загальний огляд

В таблиці наведені приклади довжини по порядку величини.

Масштаб	Порядок величини (м)	Одиниці	Приклади
Планківський	？ — 10−35	ℓP	квантова піна
Субатомний	10−35 — 10−15	ам	електрон, кварк, струна
Атомний та молекулярний	10−15 — 10−12	фм	атомне ядро, протон, нейтрон
	10−12 — 10−9	пм	довжина хвилі гамма- та рентгенівського випромінювання, атом водню
	10−9 — 10−6	нм	подвійна спіраль ДНК, віруси, довжина хвилі оптичного спектру
Побутовий	10−6 — 10−3	мкм	бактерія, краплинка води туману, діаметр волосинки
	10−3 — 100	мм, см	бджола, м'яч для гольфу, цеглина, кошеня звичайне, скрипка, футбольний м'яч
	100 — 103	м	віолончель, людина, машина, кит, футбольне поле, Єгипетські піраміди
	103 — 106	км	висота Евересту, довжина Біломорканалу, середній астероїд
Астрономічний	106 — 109	Мм	радіус Землі, одна світлова секунда, радіус орбіти Місяця, радіус Сонця
	109 — 1012	Гм	одна світлова хвилина, орбіта Землі, довжина хвоста комети
	1012 — 1015	Тм	орбіти планет-гігантів, сонячна система
	1015 — 1018	Пм	один світловий рік; відстань до Проксими Центавра
	1018 — 1021	Ем	товщина нашої галактики
	1021 — 1024	Зм	галактика Чумацький Шлях, відстань до галактики Андромеди
	1024 — $\infty$	Йм	Велетенська група квазарів, Велика стіна Геркулес-Північна Корона, видимий Всесвіт

Субатомний масштаб

Таблиця елементарних часток в стандартній моделі

Кварки у складі протона (~1.75 фм)

Менше 10⁻²¹ м

= 1× 10^-35 м — 1× 10^-21 м

• довжина Планка — 1.62× 10⁻³⁵ м; характерний масштаб гіпотетичної петльової квантової гравітації, розміри гіпотетичної струни або брани; довжини менші за цю не мають фізичного сенсу. Вважається, що на цих масштабах проявляються ефекти квантової піни.
• 1 йм (йоктометр) — 1× 10^-24 м
• 20 йм (2× 10^-23 м) — ефективний радіус перерізу нейтрино з енергіями 1 МеВ

10⁻²¹ м — 10⁻¹⁸ м

• 1 зм (зептометр) — 1× 10^-21 м
• 1 зм — преони, гіпотетичні частинки, що утворюють кварки і лептони; верхня межа товщини космічної струни у теорії струн.
• 7 зм (7× 10^-21 м) — ефективний радіус перерізу високоенергійних нейтрино
• 310 зм (3.10× 10^-19 м) — довжина хвилі де Бройля для протонів у Великому адронному колайдері (4 ТеВ на 2012 рік)

10⁻¹⁸ м — 10⁻¹⁶ м

• 1 ам (атометр, 1× 10^-18 м) — верхня межа розміру кварків та електронів
• 1 ам — чутливість детектора LIGO для детектування гравітаційних хвиль
• 1 ам — верхня межа характерного розміру «фундаментальної струни»
• 10 ам — діапазон слабкої взаємодії

Атомний та молекулярний масштаби

Атом водню (50 пм): протон (1.75 фм) оточений електронною хмарою; діаметр електрона — 5.62 фм

Бактерія (~500 нм) і віруси-бактеріофаги (~40 нм), що її атакують, проникаючи крізь клітинну мембрану (~6 нм)

1 фм — 1 пм

= 1× 10^-15 м — 1× 10^-12 м

• 1.75 фм (1.5× 10⁻¹⁵ м) — діаметр протона
• 2.81794 фм — класичний радіус електрона
• ~фм — розміри атомного ядра

1 пм — 1 нм

= 1× 10^-12 м — 1× 10^-9 м

• 1 пм (пікометр — 1× 10⁻¹² м) — найдовша довжина хвилі гамма-випромінювання
• 2.4 пм — комптонівська довжина хвилі електрона
• 5 пм — довжина хвилі жорсткого рентгенівського випромінювання
• 25 пм — ковалентний радіус атома водню
• 30-300 пм — радіуси атомів різних елементів (наприклад, 31 пм для гелія)
• 53 пм — радіус Бора
• 1 Å — 1 ангстрем = 1× 10⁻¹⁰ м = 100 пм (також ковалентний радіус атома сірки)
• 154 пм — характерна довжина ковалентного зв'язку (C-C)
• 500 пм (0.5 нм) — товщина α-спіралі білків

1 нм — 1 мкм

= 1× 10^-9 м — 1× 10^-6 м

• 1 нм (нанометр) — 1× 10⁻⁹ м
• 1 нм — діаметр вуглецевої нанотрубки
• 2.5 нм — товщина оксидної плівки у каналі найменшого (на січень 2007 року) польового транзистора у мікропроцесорі
• 6-10 нм — товщина клітинної мембрани
• 10 нм — товщина клітинної стінки у грам-негативної бактерії
• 40 нм — довжина хвилі жорсткого ультрафіолету
• 90 нм — вірус іммунодефіциту людини (СНІД) (взагалі, віруси мають розміри від 20 нм до 450 нм)
• 121.6 нм — довжина хвилі ультрафіолетової спектральної лінії Лайман-альфа
• 380–435 нм — довжина хвилі світла фіолетового кольору — див. колір та оптичний спектр
• 625–740 нм — довжина хвилі світла червоного кольору

Побутовий масштаб

1 мкм — 1 мм

= 1× 10^-6 м — 1× 10^-3 м

• 1 мкм (мікрометр) — 1× 10⁻⁶ м; інша назва — мікрон
• 1-3 мкм — мінімальний розмір частинок, які відфільтровуються хірургічною маскою з ефективністю 80-95%
• 6-8 мкм — діаметр еритроцитів — червоних клітин крові людини
• 10 мкм — типовий розмір краплини туману або хмари
• 12 мкм — товщина акрилового волокна
• 25,4 мкм — міл, в англійській системі мір 1/1000 дюйма
• 100 мкм — середня товщина волосинки людини
• 200 мкм — довжина Paramecium (інфузорії туфельки), одноклітинного організма
• 750 мкм — діаметр Thiomargarita namibiensis, гігантської протеобактерії

1 мм — 1 м

= 1× 10^-3 м — 1× 10⁰ м

• 1 мм (міліметр) — 1× 10⁻³ м
• 1,2 мм — товщина монети вартістю одна копійка випуску 1996 р.
• 5 мм — розмір червоної мурахи
• 1 см (сантиметр) — 1× 10⁻² м
• 1 дюйм = 2,54 см, англійська / американська міра довжини
• 2,6 см — діаметр монети вартістю 1 гривня
• 8,5 см — довжина довгої сторони кредитної картки (8,5 x 4,5 см)
• 1 дм (дециметр) — 1× 10⁻¹ м
• 1 фут = 30,48 см, 1 ярд = 91,44 см: англійські / американські міри довжини

1 м — 1 км

= 1× 10⁰ м — 1× 10³ м

• 1,21 м — довжина віолончелі
• 1,7 м — середній ріст людини
• 3,708 м — довжина автомобіля «Таврія» 1988 р. виробництва
• 26-27 м — довжина дорослої особини синього кита
• 90 × 120 м — розміри футбольного поля
• 227 м — довжина бокової грані піраміди Хеопса
• 270 м — розміри астероїда Апофіс

1 км — 1000 км

= 1× 10³ м — 1× 10⁶ м

• 1 км (кілометр) — 1× 10³ м
• 1 миля (статутна) = 1609,344 м
• 8848,43 м — висота Джомолунгми
• 30,86 км — розміри астероїда 2983 Полтава
• 227 км — довжина Біломорсько-Балтійського каналу

Астрономічний масштаб

1000 км — 1 000 000 км

= 1× 10⁶ м — 1× 10⁹ м

• 1 738 км — радіус Місяця
• 6 365,777 км — екваторіальний радіус Землі
• 69 911 км — середній радіус Юпітера
• 299 792,5 км — одна світлова секунда
• 384 399 км — велика піввісь орбіти Місяця навколо Землі
• 696 342 км — екваторіальний радіус Сонця

1 Гм — 1000 Гм

= 1× 10⁹ м — 1× 10¹² м

• 1 Гм (гігаметр) — 1× 10⁹ м
• 1,3 Гм — діаметр Сонця
• 9,6 Гм — діаметр блакитного гіганта Спіка А
• 1 світлова хвилина = 1,798755× 10¹⁰ м = 17,987550 Гм
• 49,4 Гм — діаметр червоного гіганта Альдебаран
• ~100 Гм — довжина хвоста комети
• 149 598 261 км (≈150 Гм) — велика піввісь орбіти Землі
• 1 а.о. — 149 597 870 700 м (рівно)
• 2,361 а.о. = 353.2 Гм: велика піввісь орбіти астероїда Веста
• 778,5 Гм — радіус орбіти Юпітера

1000 Гм — 1 св.рік

= 1× 10¹² м — 9,46× 10¹⁵ м

• 1 Тм (тераметр) — 1× 10¹² м
• 1,4 Тм — велика піввісь орбіти Сатурна
• 5,87 Тм — велика піввісь орбіти Плутона

• 1 Пм (петаметр) — 1× 10¹⁵ м

1 св. рік — 1000 св. років

≈ 9,46× 10¹⁵ м — 1× 10¹⁹ м

• 50 000–100 000 а.о. = 7,5-15× 10¹⁵ м — розміри Хмари Оорта
• 1 св.р. (світловий рік) — 9,460 730 472 580 8× 10¹⁵ м
• 1 пк (парсек) ≈ 206 264,806 а.о. ≈ 3,085678× 10¹⁶ м ≈ 3,261633 св.р.
• 4.243 ± 0.002 св.р. ≈ 4,01× 10¹⁶ м — відстань до Проксими Центавра

• 1 Ем (ексаметр) — 1× 10¹⁸ м
• 433 св.р. = 4.1× 10¹⁸ м — відстань до Полярної Зорі

Більше 1000 св.років

> 1× 10¹⁹ м

• ≈ 1000 св.р. ≈ 1× 10¹⁹ м — товщина галактичного диску нашої галактики

• 1 Зм (зетаметр) — 1× 10²¹ м
• ≈ 100 000–120 000 св.р. ≈ 1× 10²² м — діаметр галактичного диску
• 2,52 млн.св.р. ≈ 2,28× 10²² м — відстань до галактики Андромеди
• 53,8 млн.св.р. ≈ 5,09× 10²³ м — відстань до скупчення галактик у сузір'ї Діви

• 1 Йм (йотаметр) — 1× 10²⁴ м
• 4 млрд. св.р. ≈ 4× 10²⁵ м — розміри Велетенської групи квазарів
• 6-10 млрд. св.р. ≈ 1× 10²⁶ м — розміри Великої стіни Геркулес-Північна Корона, велетенської стіни із галактик, найбільшої і наймасивнішої відомої (на стан 2014 роком) структури у Всесвіті
• 46 млрд.св.р. = 4,4× 10²⁶ м — приблизний радіус видимого Всесвіту

Див. також

• Довжина
• Порядок величини
• Надвеликі числа
• Порядки величин (час)
• Порядки величин (маса)
• Планківська довжина
• Ступені десятки, короткий документальний фільм 1968-го року, який демонструє масштаби Всесвіту у ступенях числа 10.