atomiyksikön

Atomiyksikkö on luonnollisten yksiköiden järjestelmä, jota käytetään atomifysiikassa ja kvanttikemiassa. Sen tarkoituksena on asettaa perusvakioiden arvot yksiin, jolloin useimmat laskukaavat ja mallit yksinkertaistuvat.

Yleisin muoto on Hartree-atomiyksiköt, joissa elektronin massa m_e, alkeisvaraus e, redukoitu Planckin vakio ħ sekä Coulombin vakio 1/(4π ε0) asetetaan arvoon yksi. Tämän seurauksena pituuden, energian ja ajan yksiköt ovat derivoitettuja: pituuden yksikkö on Bohrin säde a0 ja energian yksikkö Hartree Eh. Aikayksikkö vastaa ħ/Eh.

Bohrin säde a0 on noin 0,529 ångströmiä ja Hartree-energia Eh noin 27,21 eV.

Käyttö: Atomiyksiköitä käytetään laajasti kvanttikeemian ja atomifysiikan laskuissa, joissa Schrödingerin yhtälöiden ratkaiseminen on helpompaa, kun vakiot on poistettu yksiköistä. Tulokset voidaan konvertoida takaisin SI-yksiköihin.

Historia ja vaihtoehdot: Hartree-atomiyksiköt kehitettiin 1920–luvun ja 1930-luvun aikana Douglas Hartreelle nimeäen ne. Nykyisin niitä käytetään yleisesti kvanttikemiassa ja atomifysiikassa. Joissain tapauksissa sovelletaan relativistisia atomiyksiköitä, joissa nopeusvalon vakio c asetetaan 1, ja aina muunnoksia on tehtävä ennen vertailua SI-tasoihin.

Rajoitteet: Ei ole universaali SI-yksikkö; soveltuu erityisesti pieniin järjestelmiin ja ei välttämättä sovi korkeidenergialle tai relativistisiin kokeisiin ilman oikea-aikaista konversiota.