Tre sätt att hitta protonmassan innefattar beräkning från teorin, från atommassan och laddning /massa jämförelser med elektroner. Använda teori för att hitta vilken protonmassa som ska "är realistisk endast för experter på området. Laddnings- /mass- och molmassberäkningar kan göras på grundnivå och gymnasieskolans nivå.

Avleda protonmassa från kvant- och relativitetsteorier. Protoner har inre struktur - tre partiklar (kvarker) hålls ihop av attraktiva krafter (gluoner). Naiva antaganden skulle ge varje kvark 1/3 protonmassa. Omkring 95 procent till 98 procent av protonmassan bidrar inte av kvarkmassa. I själva verket härledas den största protonmassan från interaktionsenergi mellan kvarkerna. Minns "E = mc ^ 2" om det finns förvirring om frasen "massa härrör från energi."

Beräkna vetande molär vätemassa. En mol motsvarar 6,022e23, precis som ett dussin är lika med 12 eller ett par är lika med två. Vi kan ta det som en given att en mol väteatomer (inte "H2" molekyler) väger 1,0079 g. Varje väteatom innehåller en proton, så en mol protoner väger 1,0079 g. Eftersom varje mol är lika med 6,022e23 enheter, vet vi att 6,022e23 protoner väger 1,0079 gram. Dividing 1.0079 g by mol number (1.0079 /6.022e23) ger protonmassa: 1.6737e-24g.

Observera att väteatomer har en elektron för att balansera protonladdning. Protoner utan elektroner, antingen som upplösta i lösning eller som plasma, skiljer sig väldigt från väteatomer. Eftersom beräkningen inte stannar där, kan vi ignorera den fysiska absurditeten i att låtsas elektroner inte existerar.

Tänk på att "molar massa" beräkningsmetoden kan göras med något element. Men tre felkällor kryper upp. För det första är protoner i väteatomer inte bundna. I andra delar är protoner bundna till neutroner. Protoner bundna i en kärna har mindre energi-därför lite mindre massa än isolerade protoner. För det andra börjar elektronnummer, och felet om de ignoreras, börjar lägga till. Redovisning av elektroner gör hela ansträngningen mer komplicerad. Slutligen är tyngre element radioaktiva. Tänk på förfallna vägar, isotop närvaro, halveringstid etc. Återigen är beräkningen fortfarande möjlig, men det blir svårare än det behöver vara.

Använd laddnings- /massförhållanden. Denna metod mäter partikelkrökning vid inmatning av kalibrerade elektriska och magnetiska fält. Kurvaturstyrka skulle indikera protonmassa jämfört med elektronmassa. Den experimentella idén liknar att påverka rörelsen hos en rullande boll. En konstant mekanisk kraft kommer att avleda en tung vattenmelon (proton) från rak resa i liten utsträckning. Samma kraft kommer att avböja en lätt golfboll (elektron) mycket mer.

Tips

Molmassmetoden ignorerar elektronmassa. Elektroner är ungefär 1/1837 så massiva som protoner, och det finns bara en elektron per väteatom. Vetenskaplig beteckning som "1.6737e-24" är lämplig för mycket stora eller väldigt små antal. I decimalnotering väger en proton 0.00000000000000000000016737 g.