elektronmassan används för att beräkna Avogadro konstant 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}}}., mu:
m u = m u n a = m e a r ( e ) = 2 r h a r ( e ) c α 2 , {\displaystyle m_{\rm {u}}={\frac {m_{\rm {u}}} {n_{\rm {A}}}={\frac {m_{\rm {e}}} {a_{\rm {r}} ({\rm {e}}})}}={\frac {2r_{\infty} h} {a_{\rm {r}} ({\rm {e}}) c\Alpha ^{2}}},}
där mu är den molära masskonstanten (definierad i SI) och ar(e) är en direkt uppmätt mängd, elektronens relativa atommassa.,
Observera att mu definieras i termer av Ar(E), och inte tvärtom, och så namnet ”elektronmassa i atommassenheter” för Ar(E) innebär en cirkulär definition (åtminstone i termer av praktiska mätningar).
elektronens relativa atommassa går också in i beräkningen av alla andra relativa atommassor. Enligt konventionen anges relativa atommassor för neutrala atomer, men de faktiska mätningarna görs på positiva joner, antingen i en masspektrometer eller en Penningfälla. Därför måste elektronernas massa sättas tillbaka till de uppmätta värdena före tabellering., En korrigering måste också göras för massekvivalenten för bindningsenergin Eb. Med det enklaste fallet av fullständig jonisering av alla elektroner, för en nuklid X av atomnummer 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}\,}
eftersom relativa atommassor mäts som Massförhållanden måste korrigeringarna tillämpas på båda jonerna: osäkerheten i korrigeringarna är försumbar, vilket illustreras nedan för väte 1 och syre 16.,
fysisk parameter | 1H | 16O | |||
---|---|---|---|---|---|
relativ atomvikt för XZ+ Jon | 1.00727646677(10) | 15.99052817445(18) | /tr> | ||
relativ atommassa av z-elektronerna | 0.00054857990943(23) | 0.0043886392754(18) | |||
korrigering för bindningsenergin | -0.0000000145985 | -0.0000021941559 | |||
relativ atommassa för den neutrala atomen | -0.0000000145985 | 1.00782503207(10) | 15.,99491461957(18) |
principen kan visas genom bestämning av elektronens relativa atommassa av Farnham et al. vid University of Washington (1995). Det handlar om mätning av frekvenserna för cyklotronstrålningen som emitteras av elektroner och av 12C6+ joner i en Penningsfälla., Förhållandet mellan de två frekvenserna är lika med sex gånger det inversa förhållandet mellan massorna hos de två partiklarna ( ju tyngre partikeln desto lägre frekvens av cyklotronstrålningen; ju högre laddningen på partikeln desto högre frekvens):
ν c ( 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)}
eftersom den relativa atommassan av 12C6 + joner är mycket nära 12, kan frekvensförhållandet användas för att beräkna en första approximation till Ar (E), 5.4863037178×10-4. Det ungefärliga värdet används sedan för att beräkna en första approximation till Ar(12C6+), att veta att Eb(12C)/muc2 (från summan av de sex jonisering energi kol) är 1.1058674×10-6: Ar(12C6+) ≈ 11.9967087236367. Detta värde används sedan för att beräkna en ny approximation till Ar(E), och processen upprepas tills värdena inte längre varierar (med tanke på den relativa osäkerheten i mätningen, 2.,1×10-9): detta sker genom den fjärde cykeln av iterationer för dessa resultat, vilket ger Ar ( E) = 5.485799111(12)×10-4 för dessa data.