原子的质量是怎么测量的-广知网

早期的原子量测定用天然氧元素的原子量等于 16 作为标准。

1929年，发现天然氧元素是由 16O 17O 18O 三种同位素组成，并且 16O 的不纯度很高。1960-61年，国际物理学会和化学学会采纳了德国质谱学家马陶赫的建议，选择 12C 作为原子量测定的新标准。认为 12C 具有12.000个原子质量单位，原子量为12。-----------------------------------原子量的早期测定方法，我不知道。但是现代的测定方法主要有以下几种：----------------------------1）利用核反应的能量平衡求取在一个核反应中，反应前后能量守恒，能量和质量之间有着爱因斯坦关系。如果反应前后的某些粒子的质量或能量已知，那么就可以根据守恒原理求出某1个未知粒子的质量。例如不带电的中子的质量通常就是这样求得的。-------------------------2）利用原子发射光谱中的超精细结构测定原子可以发射光谱，光谱对于原子就如同指纹对于人。每种原子都有自己的特征光谱。光谱记录呈现若干个独立的峰。用高分辨能力的光谱仪器观察这些峰，会发现所谓的峰并非单峰，而是若干个波长很近的峰叠加在一起而成。这若干个小峰称为光谱的超精细结构。小峰与小峰之间的波长差决定于原子的质量。通过对小峰之间的波长差的测量，可以推算出原子的质量。------------------------3）利用分子转动光谱中的同位素位移。这种方法的原理与 2）很相似，不再具体描述。-----------------------4）质谱法这是当代最为流行、测量精度最高的原子量测定方法。测量精度可达 10的 -18 克。在这种方法中，利用“质谱仪”(mass spectrometer) 测量微观粒子的质量。其中的 “质”就是质量的意思。世界上第一台质谱仪诞生于1919年。目前已经有多种不同类型的质谱仪，例如:单聚焦、双聚焦、串列、四极、飞行时间、加速器等类型。质谱仪的工作原理中，主要是通过对微观带电粒子在电磁场中的运动规律的测量来得到微观粒子的质量。带电粒子在电场中受到库仑力，在磁场中受到洛仑兹力。由于力的作用，微观粒子会具有加速度，以及与加速度对应的运动轨迹。微观粒子质量不同时，加速度以及运动轨迹就会不同。通过对微观粒子运动情况的研究，可以测定微观粒子的质量。----------------------------碳原子是中性粒子，不带电，不会在电磁场中受到作用。但是在自然界中存在着大量种类的碳氢化合物，可以通过一定的技术手段让碳以离子形式被注入到电磁场中。这样就可以测定碳离子、或者碳氢集团离子等的质量。同时它们的电荷也很容易测定，每个电子的质量也很容易测定。这样，就可以推出碳原子的质量。--------------------------------关于阿伏加德罗常数的测定：主要有：气体动力学法、密立根油滴实验法、布朗运动法、布拉格X射线衍射法等。这些方法都涉及很专业的知识。不再详述。