Vorhersage der Wasserstoffmasse

Nachdem ich mich um die Atommassengleichung zur Berechnung der Neutronentrennungsenergien herumgedreht habe, bin ich auf ein Rätsel gestoßen. Es scheint, dass die Masse des einfachsten Beispiels, Wasserstoff, nicht korrekt erzeugt wird, aber ich kann nicht sagen, was der Grund dafür ist. Lassen Sie mich näher darauf eingehen: die Atommasse eines Kerns Z A X N ist definiert als

M ( A , Z ) = Z ⋅ ( M P + M e ) + ( A − Z ) ⋅ M N − B / C 2 ,

wo tiefgestellt M P , e und n bedeuten die Masse des Protons, des Elektrons bzw. des Neutrons. Und wobei B die Nettobindungsenergie eines Kerns ist. Wenn ich das Wasserstoffatom nehme und versuche, seine Masse auf diese Weise vorherzusagen, finde ich, wenig überraschend

M ( 1 H ) = M P + M e − B / C 2

Da es im Wasserstoff aber nur ein Nukleon gibt, weisen die Beiträge zu B keinen Term aus der Kernbindung auf, sondern nur die Bindungsenergie des einzelnen atomaren Zustands im Wasserstoff, dh die Ionisationsenergie des Wasserstoffs. Die Rechnung geht aber nicht auf.

Protonenmasse ist 938,272 MeV/ C 2 , Elektronenmasse beträgt 511 keV/ C 2 und die Ionisierungsenergie von Wasserstoff beträgt 14 eV. Die Verwendung dieser Werte ergibt eine Atommasse von 938,8 MeV/ C 2 für Wasserstoff, aber die gemessene Atommasse von Wasserstoff beträgt 939,0 MeV / C 2 . Gibt es eine Erklärung für die überraschenden 200 keV/ C 2 Diskrepanz?

Was ist Ihre Quelle für die Atommasse von 939,0 MeV / C 2 ? Soweit ich weiß, ist der akzeptierte Wert 1,00784 amu = 938,8 MeV/ C 2 .
Der Ort, an dem Sie die neuesten Nachrichten zur Atommasse finden, sind die Papiere zur Atomic Mass Evaluation 2012, die Sie leicht über Google oder über das Original in Chinese Physics C 36(12) 1287-1602 (Teil I) und 1603-2014 (Teil II mit dem Massentabellen).

Antworten (1)

Ohne die Quelle Ihrer Zahlen zu kennen, vermute ich, dass Sie die Atommasse von elementarem Wasserstoff haben, der hauptsächlich eine Mischung aus natürlich vorkommenden Wasserstoffisotopen ist 1 H Und 2 H , mit einer Spur von 3 H .

Sie müssen die Masse des Isotops finden 1 H . Das wird die Diskrepanz beheben.

Um dies zu bestätigen: Die natürliche Häufigkeit von Deuterium ist ungefähr 10 − 4 . Das Einbeziehen einer Komponente mit einer Masse von 2 GeV in den Durchschnitt mit dieser Gewichtung verschiebt die durchschnittliche Masse um 200 keV nach oben, wie in der Frage beobachtet.
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