一个碳原子质量是如何测定的？微观粒子的
不同的原子、质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。
一个碳原子的质量是：
0．00000000000000000000000001993千克
即1．993×10千克
一个氧原子的质量是：
0．00000000000000000000000002657千克
即2．657×10千克
一个铁原子的质量是：
0．00000000000000000000000009288千克
即9．288×10千克
原子质量精确测量的意义及办法
在电磁学中我们学过回旋加速器，其中质谱仪的物理原理为：
ωc=qeB/m
从这一公式我们知道，只要测量电荷、磁场、回旋频率，粒子的质量就确定了，但在实际应用中...全部
不同的原子、质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。
一个碳原子的质量是：
0．00000000000000000000000001993千克
即1．993×10千克
一个氧原子的质量是：
0．00000000000000000000000002657千克
即2．657×10千克
一个铁原子的质量是：
0．00000000000000000000000009288千克
即9．288×10千克
原子质量精确测量的意义及办法
在电磁学中我们学过回旋加速器，其中质谱仪的物理原理为：
ωc=qeB/m
从这一公式我们知道，只要测量电荷、磁场、回旋频率，粒子的质量就确定了，但在实际应用中，这一公式却有许多技术问题需要解决。
首先是如何囚禁离子，也就是如何限制离子的运动，因为磁场只是在一个平面内约束带电粒子的运动；其次是如何提高测量精度，在上式中，电荷是可以精确测定的，所以影响测量精度的主要是频率和磁场的测量。而彭宁囚禁阱就是为解决这一问题而研制的。
下面主要谈的就是彭宁阱的工作原理，它是原子质量测量的必要仪器。
原子质量的测量始于20世纪初，经过一个世纪的发展，现在已经达到了10-9的精度，通过精确测量粒子的质量，可以更精确的了解质量与能量的关系，粒子间的结合程度和相互作用之间的关系。
如在76Ge衰变到76Se的反应中，正常的模式是发射两个电子和两个反中微子，即76Ge---76Se+2e+2n-。但可能存在另外一种违反轻子数守恒和标准模型的衰变，即无中微子双β衰变。研究这种衰变是否真正存在，需要确定76Ge和76Se的质量在10-8以上的精度，因此质量的精确测量是和正确理解宇宙的组成机制是有一定的关系的。
另外一个重要的意义就是千克的定义，象时间的定义用铯原子钟一样，质量的定义也可以用原子的质量来定义。现在提出的方案是用28Si原子的质量来定义千克，这就需要精确知道28Si原子的质量，目前已经达到了10-9以上的精度，其它的用途如化学家利用精确的原子质量来分析复杂分子的组成结构等等。
因此，原子质量的精确测量是物理学中很重要的一项基础性研究工作。由前面的公式 知，提高测量精度有三种办法，首先是强磁场，因为质量与磁场强度成正比，故需要用超导体来产生强磁场，目前可以达到5T；第二种方法是用高电离态的离子，也就是增大q值，因为质量与电离态成正比，故高电离态离子可以提高测量精度，目前一般采取 的离子；第三种方法是降低频谱宽度△ν，因为频谱宽度△ν与测量时间---也就是离子处于激发共振态的时间为反比关系，故此方法就是增加测量时间，但t不能太大，如果时间太长，离子就会与囚禁阱中的剩余气体粒子发生碰撞，这是因为实验并不是在绝对的真空中进行的，另外如果时间太长，磁场也会有飘移。
因为在当前的实验技术中，磁场的测量精度还不是很高，故采取利用参考离子的办法，即在很短的时间内分别测量待测离子和参考离子的运动频率，通过两个离子的频率之比把磁场这个不易测量的物理量消去（前提是保证磁场强度在这段时间内不变），为保持磁场的稳定需要有稳定的温度和稳定的压力（即较高的真空度）。
基本原理是 ,这里的1和2分别是待测离子和参考离子的下标，通过测量频率从而得到离子的质量，当然参考离子的质量要精确。实验中，在保持磁场稳定的条件下，分别测量待测离子和参考离子的频率，即可以的到离子的质量，而原子质量=离子质量+电子的质量-结合能。
最常用的参考离子为+6C12，因为它是原子量定义的基本单位；另外一种常用的参考离子是+H2，它们都是高电离态的离子，而且其质量精度也很高，目前的数据均在0。1ppb（1ppb=10-9）的量级。
另外结合能的数据也要有很高的精确度，应在0。1ppb的量级，目前对于轻质量的原子这一要求是满足的；对于A大于20的原子，目前结合能的精度为10-9。
测量的精度可以定义如下， ,在这里介绍的实验中观测时间为1秒，其对应的频谱宽度为0。
8Hz，对于 的离子来讲，可达到的精确度为0。1ppb。
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