Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система измерений
System of measurement
Атомные единицы — это система естественных единиц измерения, особенно удобная для вычислений в атомной физике и смежных научных областях, таких как вычислительная химия и атомная спектроскопия. Они были впервые предложены и названы физиком Дугласом Хартри. Атомные единицы часто обозначаются как "а. е." или "au", что не следует путать с аналогичными сокращениями, используемыми для астрономических единиц, произвольных единиц и единиц поглощения в других областях.
The atomic units are a system of natural units of measurement that is especially convenient for calculations in atomic physics and related scientific fields, such as computational chemistry and atomic spectroscopy. They were originally suggested and named by the physicist Douglas Hartree. Atomic units are often abbreviated "a. u." or "au", not to be confused with similar abbreviations used for astronomical units, arbitrary units, and absorbance units in other contexts.
История
Хартри определил единицы, основанные на трех физических константах: построенные на единицах Хартри, которые они назвали атомными единицами, сокращенно "а. е.". Они решили использовать 1= ħ, свою единицу действия и углового момента, вместо длины Хартри в качестве базовых единиц. Они отметили, что единицей длины в этой системе является радиус первой боровской орбиты, а их скорость – скорость электрона в боровской модели первой орбиты. В 1959 году Шалл и Холл выступали за атомные единицы, основанные на модели Хартри, но вновь выбрали 1= ħ в качестве определяющей единицы. Они явно назвали единицу расстояния "радиусом Бора"; кроме того, они записали единицу энергии как 1= H = m e⁴ / ħ² и назвали ее хартри. Эти термины получили широкое распространение в квантовой химии. В 1973 году Маквини расширил систему Шалла и Холла, добавив диэлектрическую проницаемость в виде 1= κ₀ = 4π ε₀ в качестве определяющей или базовой единицы. Одновременно он принял определение СИ для 1= e, так что его выражение для энергии в атомных единицах стало равно 1= e² / (4π ε₀ a₀), что соответствует выражению в 8-й брошюре СИ.
Hartree defined units based on three physical constants: built on Hartree's units, which they called atomic units abbreviated "a. u.". They chose to use 1= \hbar , their unit of action and angular momentum in place of Hartree's length as the base units. They noted that the unit of length in this system is the radius of the first Bohr orbit and their velocity is the electron velocity in Bohr's model of the first orbit. In 1959, Shull and Hall advocated atomic units based on Hartree's model but again chose to use 1= \hbar as the defining unit. They explicitly named the distance unit a "Bohr radius"; in addition, they wrote the unit of energy as 1= H = m e^4 / \hbar^2 and called it a Hartree. These terms came to be used widely in quantum chemistry. In 1973 McWeeny extended the system of Shull and Hall by adding permittivity in the form of 1= \kappa 0 = 4 \pi \epsilon 0 as a defining or base unit. Simultaneously he adopted the SI definition of 1= e so that his expression for energy in atomic units is 1= e^2 / (4 \pi \epsilon 0 a 0) , matching the expression in the 8th SI brochure.
Конвенции
При использовании атомных единиц применяются различные соглашения, которые отличаются способом представления, степенью формальности и удобством использования.
Different conventions are adopted in the use of atomic units, which vary in presentation, formality and convenience.
Явные единицы
Многие тексты (например, Джеррард и Макнилл) также предлагают использовать более удобные, тесно связанные величины в качестве единиц измерения, которые лучше подходят для конкретной задачи, чем универсальные фиксированные единицы. В качестве примера приводится использование уменьшенной массы электрона, однако при этом требуется ее тщательное определение в каждом конкретном случае (например, единица 1 = H M = μ e⁴ / ħ², где 1 = μ = mₑ M / (mₑ + M) для заданной массы 1 = M). Это своего рода сокращенная запись для более формального процесса преобразования величин, предложенного другими исследователями, такими как Мак-Уини.
Many texts (e. g. Jerrard & McNiell,
Provision for choosing more convenient closely related quantities that are more suited to the problem as units than universal fixed units are is also suggested, for example based on the reduced mass of an electron, albeit with careful definition thereof where used (for example, a unit 1= H M = \mu e^4 / \hbar^2, where 1= \mu = m \text{e} M / (m \text{e} + M) for a specified mass 1= M ). This is a form of shorthand for the more formal process of transformation between quantities that is suggested by others, such as McWeeny.