H. Shull and G. G. Hall, Atomic Units, Nature, volume 184, no. 4698, page 1559 (Nov. 14, 1959)
G. Drake (ed.), Springer Handbook of Atomic, Molecular, and Optical Physics. Springer, 2nd ed., 2006
外部链接编辑
CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants.（页面存档备份，存于互联网档案馆）
十月 20, 2023
原子单位制, 提示, 此条目的主题不是天文单位, 英語, atomic, unit, 是一套广泛应用于原子物理学中的单位制, 在研究电子的相关性质时, 应用得尤为广泛, 有两套不同的, 哈特里单位制与里德伯单位制, 两者的主要区别在于质量单位与电荷单位的选取, 下面主要介绍哈特里单位制, 在这种单位制中, 根据定义, 以下的六个物理学常量的数值均为1, 电子的两个性质, 静质量与电荷, 氫原子的两个性质, 玻尔半径与基态电势能的绝对值, 两个物理常數, 约化普朗克常数与库仑定律中的常数, 要注意, 天文单位的缩写也. 提示 此条目的主题不是天文单位 原子单位制 英語 atomic unit au 是一套广泛应用于原子物理学中的单位制 在研究电子的相关性质时 应用得尤为广泛 有两套不同的原子单位制 哈特里单位制与里德伯单位制 两者的主要区别在于质量单位与电荷单位的选取 下面主要介绍哈特里单位制 在这种单位制中 根据定义 以下的六个物理学常量的数值均为1 电子的两个性质 静质量与电荷 氫原子的两个性质 玻尔半径与基态电势能的绝对值 两个物理常數 约化普朗克常数与库仑定律中的常数 要注意 天文单位的缩写也是 au 不要混淆 目录 1 基本单位 2 部分导出单位 3 与普朗克单位制的对比 4 简 5 参见 6 参考文献 7 外部链接基本单位 编辑基本单位物理量 名称 符号 国际单位制的值 普朗克單位制的值质量 电子静质量 英语 electron rest mass m e displaystyle m e nbsp 9 109 3826 16 10 31 kg 10 8 kg长度 玻尔半径 a 0 ℏ m e c a displaystyle a 0 hbar m e c alpha nbsp 5 291 772 108 18 10 11 m 10 35 m電荷 基本电荷 e displaystyle e nbsp 1 602 176 53 14 10 19 C 10 18 C角动量 约化普朗克常数 ℏ h 2 p displaystyle hbar h 2 pi nbsp 1 054 571 68 18 10 34 J s 相同 能量 哈特里能量 E h m e c 2 a 2 displaystyle E h m mathrm e c 2 alpha 2 nbsp 4 359 744 17 75 10 18 J 109 J静电力常数 库仑常数 1 4 p ϵ 0 displaystyle 1 4 pi epsilon 0 nbsp 8 987551787 109 C 2 N m2 相同 这六个量并不相互独立 要使得它们的数值全部变为1 只需要令其中任意四个量变为1即可 例如 可以将除了哈特里能量与库仑常数之外的四个量归一化 那么这两个量也会自然地被归一化 部分导出单位 编辑导出单位物理量 表达式 国际单位制的值 普朗克單位制的值时间 ℏ E h displaystyle hbar E mathrm h nbsp 2 418 884 326 505 16 10 17 s 10 43 s速度 a 0 E h ℏ displaystyle a 0 E mathrm h hbar nbsp 2 187 691 2633 73 106 m s 1 108 m s 1力 E h a 0 displaystyle E mathrm h a 0 nbsp 8 238 7225 14 10 8 N 1044 N电流 e E h ℏ displaystyle eE mathrm h hbar nbsp 6 623 617 82 57 10 3 A 1026 A温度 E h k B displaystyle E mathrm h k mathrm B nbsp 3 157 7464 55 105 K 1032 K压强 E h a 0 3 displaystyle E mathrm h a 0 3 nbsp 2 942 1912 19 1013 N m 2 10114 Pa与普朗克单位制的对比 编辑普朗克單位制与原子单位制都是从物理世界的基本属性出发而产生的 都不具有 人类中心 的特点 上面的两个表格很好地展示了国际单位制 普朗克单位制与原子单位制在数量级上的差异 总的来说 当原子单位在SI单位制下显得很 大 时 相应的普朗克单位会显得很 小 反之亦然 应该记住的是 原子单位是针对当今宇宙的原子尺度的计算而设计的 而普朗克单位制则适合处理量子引力与研究早期宇宙的物理宇宙学的问题 原子单位制与普朗克单位制都将约化普朗克常数与真空電容率定為一 除此之外 普朗克单位制还对与廣義相對論和宇宙学密切相关的两个常数定為一 万有引力常数G与真空光速c 用a表示精细结构常数 则在原子单位制下 c的值为a 1 137 036 相比之下 原子单位制则将电子的质量与电荷定為一 同样被定為一的还有氢原子的玻尔半径a0 这时 里德伯常量R 的值就会变为4p a 4pc 在原子单位制下 玻尔磁子mB 1 2 而在普朗克单位制下相应的值为e 2me 最后 原子单位制将原子能量单位定為一 而普朗克单位制则选择将联系能量与温度的波茲曼常數k定為一 简 编辑 磁场的原子单位的定义有多种方法 上面的麦克斯韦方程组采用了 高斯规范 这使得平面波的电场与磁场在原子单位制下有着相同的数值 而在 洛仑兹力规范 下 因子a被吸收到磁感应强度B中 参见 编辑普朗克單位制 自然单位制 高斯單位制参考文献 编辑H Shull and G G Hall Atomic Units Nature volume 184 no 4698 page 1559 Nov 14 1959 G Drake ed Springer Handbook of Atomic Molecular and Optical Physics Springer 2nd ed 2006外部链接 编辑CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 原子单位制 amp oldid 77911115, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，
