更新：本文于2017年9月11日由Live Science撰稿人Rachel Ross更新。
想象一下，将原子降低。当您这样做时，皮肤细胞是数万亿个原子厚的薄片，并在周围飘动，将其埋在一堆原子杂种中。同时，水分和大气颗粒周围射出，弹跳和从秤上弹跳，并像挡风玻璃雨刮器一样来回旋转其原子敏感的针头。顺便说一下，您如何设法隔离一个原子首先？
片刻的想法表明，您不能以传统的比例称重原子。
取而代之的是，一个多世纪的物理学家使用了一种称为质谱仪的仪器。它是由物理学家JJ Thomson于1912年发明的，并逐步改善，它的作用是这样的：首先，物理学家通过向气体上的一束颗粒发射颗粒，将原子的气体“离子化”，这要么将电子添加到其中的原子中，要么根据使用的粒子束使用的类型，将其敲出了一些电子。这使原子（现在称为“离子”）是净负电荷或正电荷。
接下来，将离子通过管子进行，在该试管中受到电场和磁场的影响。这两个磁场都在离子上施加力，两种力的强度与离子的电荷成正比（中性原子没有感觉到力）。电力导致离子改变速度，而磁力则弯曲其路径。
然后，将离子通过管子末端的“法拉第杯”收集，从而产生连接到杯子的电流。通过测量离子流在何处和何时撞击法拉第杯，物理学家可以确定它们必须加速的程度，以及由于电力和磁力而朝哪个方向朝着什么方向上。最后，通过牛顿的第二项运动定律，f = mA，重新排列为M = F/A，物理学家将作用于离子的总力除以其由此产生的加速度来确定离子的质量。
电子的质量也已使用质谱仪确定 - 在这种情况下，电子仅通过仪器本身发送。该测量值使物理学家能够确定原子具有正确数量的电子的质量，而不是它们的缺乏或剩余。
使用质谱仪，物理学家确定氢原子的质量为1.660538921（73）×10-27千克，括号内数字不完全确定。对于大多数目的而言，这足够准确。
良好的振动
可以找到原子质量的另一种方法是测量其振动频率并向后求解。乔恩·普拉特（Jon R. Pratt）的2014年《测量科学杂志》中的文章。
可以通过几种方式确定原子的振动原子干涉法亚利桑那大学物理学系副教授亚历克斯·克罗宁（Alex Cronin）表示，在其中，原子波一致分裂，随后重新组合。和频率梳子，使用光谱测量振动。然后可以将频率与普朗克常数一起使用以找到原子的能量（e = hv，h是planck常数，v是频率）。然后可以与爱因斯坦著名方程式E = MC一起使用能量2，在将原子的质量重新排列到M = E/C时求解原子的质量2。
在2012年发表的一篇文章中描述了测量原子质量的第三种方法自然纳米技术J. Chaste等。该方法涉及在低温和真空中使用碳纳米管，并根据其附着的颗粒的质量来测量振动频率如何变化。该量表可以将质量降低到一个Yoctogram，小于单个质子的质量（1.67 Yoctogramss）。
该测试是悬挂在沟槽上的150纳米碳纳米管。纳米管像吉他弦一样拔出，这产生了自然振动频率，然后将纳米管与其他颗粒接触时的振动模式进行了比较。纳米管上的质量量将改变产生的频率。
你们的弥撒
在质谱仪时代之前，当化学家对原子是什么是模糊的时候呢？然后，他们主要根据其相对质量而不是实际质量来测量组成各种元素的原子的权重。 1811年，意大利科学家Amedeo Avogadro意识到气体的体积（在给定的压力和温度下）与构成它的原子或分子的数量成正比，无论其是哪种气体。这个有用的事实使化学家可以比较不同气体相等体积的相对权重，以确定构成它们的原子的相对质量。
他们根据原子质量单位（AMU）测量了原子量，其中1个AMU等于碳12原子质量的二分之一。在19世纪下半叶，化学家使用其他手段来近似给定的气体中的原子数（该著名的常数为Avogadro的数量），他们开始通过称量整个气体的体积，并除以数量，从而对单个原子的质量进行粗略的估计。
原子量，质量和数量之间的差异
许多人可以互换使用体重和质量，甚至大多数鳞片都提供磅和公斤等单位的选项。尽管质量和体重是相关的，但它们不是同一回事。在讨论原子时，许多人也可以互换使用原子重量和原子质量，即使它们也不完全相同。
原子质量定义为原子中质子和中子的数量，每个质子和中子的质量分别为1 AMU（分别为1.0073和1.0087）。与质子和中子相比，原子中的电子非常微小，以至于它们的质量可以忽略不计。当今仍用作标准的碳12原子包含六个质子和六个中子，用于十二个AMU的原子质量。同一元素的不同同位素（具有不同量中子的元素）的同位素没有相同的原子质量。碳13的原子量为13 amu。
与物体的重量不同，原子量与重力的拉力无关。它是一个无单位值，是元素天然同位素的原子质量的比例，而碳质量是碳12的元素的比率。对于只有一种天然存在的同位素的铍或氟等元素，原子质量等于原子量。
碳具有两个天然存在的同位素 - 碳12和碳13。每个的原子质量分别为12.0000和13.0034，并且知道它们在自然界中的丰度（分别为98.89和1.110％），碳原子量的计算约为12.01。由于自然界中的大部分碳是由碳12同位素制成的，因此原子量与碳12的质量非常相似。
通过将元素的同位素乘以元素的原子质量，然后将结果添加在一起，可以找到任何原子的原子量。该方程式可以与具有两个或多个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
在讨论与原子相关的测量值时，仍有第三个值：原子数。原子数由元素中的质子数定义。元素由核包含的质子数量定义，并且与该元素具有多少同位素无关。碳的原子量始终为6，铀的原子量总是92。
现场科学撰稿人雷切尔·罗斯（Rachel Ross）的其他报道。
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