Jednostki atomowe

Jednostki atomowe – system jednostek w którym wiele wielkości fizycznych związanych ze strukturą atomową materii wyraża się jako ich proste wielokrotności.

Wielkości – stałe fizyczne lub ich kombinacje – stanowiące podstawę systemu jednostek atomowych:

• $m_{e}$ – masa spoczynkowa elektronu ≈ 9,1093897·10⁻³¹ kg,
• $e$ – ładunek elementarny (ładunek elektronu) ≈ 1,60217733·10⁻¹⁹ C
• $\hbar ={\frac {h}{2\pi }}$ – jednostka momentu pędu ≈ 1,05457266·10⁻³⁴ J·s
• $4\pi \epsilon _{0}$ – przenikalność elektryczna próżni razy 4π

Oprócz nich wykorzystuje się inne stałe fizyczne, jak:

• stała struktury subtelnej $\alpha$ ≈ 7,297352568(24)·10⁻³
• prędkość światła w próżni, $c$ = 299792458 m/s – jest to wartość dokładna, definicyjna.

Jednostki atomowe

• $a_{o}={\frac {4\pi \epsilon _{0}\hbar ^{2}}{m_{e}e^{2}}}$ – promień Bohra (jednostka długości atomowej) (Bohr) ≈ 0,529177249(24)·10⁻¹⁰ m
• $v_{B}=\alpha c$ – jednostka szybkości ≈ 2,18769142(10)·10⁶ m/s
• $E_{h}={\frac {\hbar ^{2}}{m_{e}a_{o}^{2}}}$ – jednostka energii (Hartree) ≈ 4,3597482(26)·10⁻¹⁸ J ≈ 27,2113845(23) eV
• $\tau _{0}={\frac {\hbar }{E_{h}}}$ – jednostka czasu ≈ 2,418884326555(53)·10⁻¹⁷ s
• $\mu _{B}={\frac {e\hbar }{2m_{e}}}$ – jednostka magnetycznego elementu dipolowego (magneton Bohra) ≈ 9,2740154(31)·10⁻²⁴ J/T
• $d_{0}=ea_{0}$ – jednostka elektrycznego elementu dipolowego ≈ 8,4783579(26)·10⁻³⁰ C·m

Zastosowanie jednostek atomowych

Ze względu na fakt, że w jednostkach $m_{e}=e=\hbar =1$ jednostki te są używane w fizyce atomowej oraz fizyce ciała stałego, gdzie najczęściej używane wielkości wyrażone w jednostkach atomowych są bliskie jedności. Dodatkowo w rachunkach we wzorach analitycznych można podczas obliczeń pominąć $m_{e},e,\hbar .$

Linki zewnętrzne

• Kompendium stałych i jednostek fizycznych CODATA (NIST)