masa elektronów służy do obliczenia stałej Avogadro NA:
N A = M u A r (e ) m E = M U A R ( e ) C α 2 2 r ∞ h . {\displaystyle N_ {\rm {A}}={\frac {M_ {\RM {u}}A_ {\RM {r}} ({\RM{e}})} {M_ {\RM {e}}}={\frac {M_ {\RM {u}} A_ {\RM {r}} ({\RM{e}}) c\alpha ^{2}} {2r_ {\infty} h}}.,{\displaystyle m_{\rm {u}} = {\frac {M_{\RM {u}}}} {N_{\RM {a}}}} = {\frac {M_{\RM {e}}}} {a_{\RM {r}}} {a_ {\RM {r}}} {RM {e}})} = {\frac {2r_ {\infty} H} {A_ {\RM{r}} ({\RM {e}}) c\alpha ^{2}}},}
gdzie mu jest stałą masy molowej ( zdefiniowaną w Si), a ar (e)jest bezpośrednio zmierzoną wielkością, względną masą atomową elektronu.,
zauważ, że mu jest zdefiniowane w kategoriach Ar (e), a nie odwrotnie, a więc nazwa „masa elektronu w jednostkach masy atomowej” dla Ar(e) obejmuje definicję kołową (przynajmniej w kategoriach praktycznych pomiarów).
względna masa atomowa elektronu wchodzi również w obliczenie wszystkich innych względnych mas atomowych. Zgodnie z konwencją względne masy atomowe są cytowane dla atomów neutralnych, ale rzeczywiste pomiary są wykonywane na jonach dodatnich, albo w spektrometrze masowym, albo pułapce Penninga. Stąd masa elektronów musi być dodana z powrotem do zmierzonych wartości przed tabelą., Należy również dokonać korekty dla równoważnika masy energii wiązania Eb. Biorąc najprostszy przypadek całkowitej jonizacji wszystkich elektronów, dla nuklidu X o liczbie atomowej z,
A r ( X ) = A R ( X Z + ) + Z A R ( e ) − E B / M U c 2 {\displaystyle A_{\rm {R}}({\RM {X}})=A_{\RM {R}}({\RM {X}}^{Z+})+ZA_{\RM {R}}({\RM {e}})-e_{\RM {B}}/M_{\RM {U}}C^{2}\,}
ponieważ względne masy atomowe są mierzone jako stosunek mas, korekty muszą być zastosowane do obu jonów: niepewność w poprawkach jest znikoma, jak pokazano poniżej dla wodoru 1 i tlenu 16.,
parametr fizyczny | 1h | 16O |
---|---|---|
względna masa atomowa jonu XZ+ | 1.00727646677(10) | 15.99052817445(18) |
względna masa atomowa elektronów z | 0.00054857990943(23) | 0.0043886392754(18) |
korekta dla energia wiązania | -0.0000000145985 | -0.0000021941559 |
względna masa atomowa atomu neutralnego | 1.00782503207(10) | 15.,99491461957(18) |
zasada może być pokazana przez określenie względnej masy atomowej elektronu przez Farnham et al. na University of Washington (1995). Polega na pomiarze częstotliwości promieniowania Cyklotronowego emitowanego przez elektrony i jony 12C6+ w pułapce Penninga., Stosunek dwóch częstotliwości jest równy sześciokrotnie odwrotnemu stosunkowi mas dwóch cząstek (im cięższa cząstka, tym niższa częstotliwość promieniowania Cyklotronowego; im wyższy ładunek na cząstce, tym wyższa częstotliwość):
ν C ( 12 C 6 + ) ν C ( e ) = 6 A R ( e ) A R ( 12 C 6+) ν C (e) = 6 A R (e) A R (12 C 6 + ) = 0.000 274 365 185 89 ( 58 ) {\displaystyle {\frac {\nu _{c}({}^{12}{\rm {C}}^{6+})}{\nu _{c}({\RM {e}})}={\frac {6A_{\RM {r}} ({\RM {e}})} {A_ {\RM {r}}({}^{12}{\rm {C}}^{6+})}}=0.,000\,274\,365\,185\,89(58)}
ponieważ względna masa atomowa jonów 12C6 + wynosi prawie 12, stosunek częstotliwości może być użyty do obliczenia pierwszego przybliżenia do Ar (e), 5.4863037178×10-4. Ta przybliżona wartość jest następnie używana do obliczenia pierwszego przybliżenia Ar(12c6+), wiedząc, że Eb(12C)/muc2 (z sumy sześciu energii jonizacji węgla) wynosi 1,1058674×10-6: ar(12c6+) ≈ 11,9967087236367. Wartość ta jest następnie używana do obliczenia nowego przybliżenia do Ar (e), a proces powtarza się, dopóki wartości nie będą się różnić (biorąc pod uwagę względną niepewność pomiaru, 2.,1×10-9): dzieje się tak w czwartym cyklu iteracji dla tych wyników, dając Ar(e) = 5.485799111(12)×10-4 dla tych danych.