更新：本文於2017年9月11日由Live Science撰稿人Rachel Ross更新。
想像一下，將原子降低。當您這樣做時，皮膚細胞是數万億個原子厚的薄片，並在周圍飄動，將其埋在一堆原子雜種中。同時，水分和大氣顆粒周圍射出，彈跳和從秤上彈跳，並像擋風玻璃雨刮器一樣來迴旋轉其原子敏感的針頭。順便說一下，您如何設法隔離一個原子首先？
片刻的想法表明，您不能以傳統的比例稱重原子。
取而代之的是，一個多世紀的物理學家使用了一種稱為質譜儀的儀器。它是由物理學家JJ Thomson於1912年發明的，並逐步改善，它的作用是這樣的：首先，物理學家通過向氣體上的一束顆粒發射顆粒，將原子的氣體“離子化”，這要么將電子添加到其中的原子中，要么根據使用的粒子束使用的類型，將其敲出了一些電子。這使原子（現在稱為“離子”）是淨負電荷或正電荷。
接下來，將離子通過管子進行，在該試管中受到電場和磁場的影響。這兩個磁場都在離子上施加力，兩種力的強度與離子的電荷成正比（中性原子沒有感覺到力）。電力導致離子改變速度，而磁力則彎曲其路徑。
然後，將離子通過管子末端的“法拉第杯”收集，從而產生連接到杯子的電流。通過測量離子流在何處和何時撞擊法拉第杯，物理學家可以確定它們必須加速的程度，以及由於電力和磁力而朝哪個方向朝著什麼方向上。最後，通過牛頓的第二項運動定律，f = mA，重新排列為M = F/A，物理學家將作用於離子的總力除以其由此產生的加速度來確定離子的質量。
電子的質量也已使用質譜儀確定 - 在這種情況下，電子僅通過儀器本身發送。該測量值使物理學家能夠確定原子具有正確數量的電子的質量，而不是它們的缺乏或剩餘。
使用質譜儀，物理學家確定氫原子的質量為1.660538921（73）×10-27千克，括號內數字不完全確定。對於大多數目的而言，這足夠準確。
良好的振動
可以找到原子質量的另一種方法是測量其振動頻率並向後求解。喬恩·普拉特（Jon R. Pratt）的2014年《測量科學雜誌》中的文章。
可以通過幾種方式確定原子的振動原子乾涉法亞利桑那大學物理學系副教授亞歷克斯·克羅寧（Alex Cronin）表示，在其中，原子波一致分裂，隨後重新組合。和頻率梳子，使用光譜測量振動。然後可以將頻率與普朗克常數一起使用以找到原子的能量（e = hv，h是planck常數，v是頻率）。然後可以與愛因斯坦著名方程式E = MC一起使用能量2，在將原子的質量重新排列到M = E/C時求解原子的質量2。
在2012年發表的一篇文章中描述了測量原子質量的第三種方法自然納米技術J. Chaste等。該方法涉及在低溫和真空中使用碳納米管，並根據其附著的顆粒的質量來測量振動頻率如何變化。該量表可以將質量降低到一個Yoctogram，小於單個質子的質量（1.67 Yoctogramss）。
該測試是懸掛在溝槽上的150納米碳納米管。納米管像吉他弦一樣拔出，這產生了自然振動頻率，然後將納米管與其他顆粒接觸時的振動模式進行了比較。納米管上的質量量將改變產生的頻率。
你們的彌撒
在質譜儀時代之前，當化學家對原子是什麼是模糊的時候呢？然後，他們主要根據其相對質量而不是實際質量來測量組成各種元素的原子的權重。 1811年，意大利科學家Amedeo Avogadro意識到氣體的體積（在給定的壓力和溫度下）與構成它的原子或分子的數量成正比，無論其是哪種氣體。這個有用的事實使化學家可以比較不同氣體相等體積的相對權重，以確定構成它們的原子的相對質量。
他們根據原子質量單位（AMU）測量了原子量，其中1個AMU等於碳12原子質量的二分之一。在19世紀下半葉，化學家使用其他手段來近似給定的氣體中的原子數（該著名的常數為Avogadro的數量），他們開始通過稱量整個氣體的體積，並除以數量，從而對單個原子的質量進行粗略的估計。
原子量，質量和數量之間的差異
許多人可以互換使用體重和質量，甚至大多數鱗片都提供磅和公斤等單位的選項。儘管質量和體重是相關的，但它們不是同一回事。在討論原子時，許多人也可以互換使用原子重量和原子質量，即使它們也不完全相同。
原子質量定義為原子中質子和中子的數量，每個質子和中子的質量分別為1 AMU（分別為1.0073和1.0087）。與質子和中子相比，原子中的電子非常微小，以至於它們的質量可以忽略不計。當今仍用作標準的碳12原子包含六個質子和六個中子，用於十二個AMU的原子質量。同一元素的不同同位素（具有不同量中子的元素）的同位素沒有相同的原子質量。碳13的原子量為13 amu。
與物體的重量不同，原子量與重力的拉力無關。它是一個無單位值，是元素天然同位素的原子質量的比例，而碳質量是碳12的元素的比率。對於只有一種天然存在的同位素的鈹或氟等元素，原子質量等於原子量。
碳具有兩個天然存在的同位素 - 碳12和碳13。每個的原子質量分別為12.0000和13.0034，並且知道它們在自然界中的豐度（分別為98.89和1.110％），碳原子量的計算約為12.01。由於自然界中的大部分碳是由碳12同位素製成的，因此原子量與碳12的質量非常相似。
通過將元素的同位素乘以元素的原子質量，然後將結果添加在一起，可以找到任何原子的原子量。該方程式可以與具有兩個或多個同位素的元素一起使用：
- 碳12：0.9889 x 12.0000 = 11.8668
- 碳13：0.0111 x 13.0034 = 0.1443
- 11.8668 + 0.1443 = 12.0111 =碳原子量
在討論與原子相關的測量值時，仍有第三個值：原子數。原子數由元素中的質子數定義。元素由核包含的質子數量定義，並且與該元素具有多少同位素無關。碳的原子量始終為6，鈾的原子量總是92。
現場科學撰稿人雷切爾·羅斯（Rachel Ross）的其他報導。
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