¿Cómo podemos medir la masa de una partícula?

La parte más difícil es comenzar midiendo la masa de una partícula. Una vez que tenga eso, puede obtener los otros más fácilmente porque las proporciones de masas son más fáciles de medir que las absolutas. Está citando valores que son buenos para 8 sig figs, y estoy seguro de que los experimentos necesarios para obtener ese tipo de precisión son extremadamente complejos. Voy a describir cómo medirlos con una precisión mucho menos heroica, usando el tipo de equipo que podrías encontrar en una escuela secundaria con un laboratorio de física y química bien equipado. Con este tipo de precisión, las masas del neutrón y del protón son las mismas.

Dices que sabes cómo medir la masa del electrón, pero para ser concretos, digamos que lo haremos midiendo las longitudes de onda en el espectro de emisión del hidrógeno y resolviendo las ecuaciones en el modelo de Bohr para obtener la masa del electrón.

A continuación, podemos medir la relación carga/masa del electrón$-e/m_e$acelerando electrones a través de un potencial conocido y luego midiendo su desviación en un campo magnético.

Ahora mida la relación carga-masa de algún elemento como el sodio haciendo electrólisis y encontrando la relación entre cuánta carga fluyó alrededor del circuito y cuánta masa se depositó en el electrodo. Como sabemos cuántos neutrones y protones hay en el sodio, podemos inferir las relaciones de carga a masa$e/m_p$y$e/m_n$(que, a nuestra precisión, son iguales).

Finalmente, como sabemos$m_e$,$-e/m_e$,$e/m_p$, y$e/m_n$, es fácil de encontrar$m_n$y$m_p$.

Esta pregunta es la misma que la pregunta de medir el número de Avogadro, el número de átomos de hidrógeno que pesan 1g. Hay tres formas clásicas de hacer esto, descritas en esta respuesta: ¿Cómo se determinó por primera vez el número de Avogadro?

Una vez que conoce el número de Avogadro (o la constante de Boltzmann, son esencialmente lo mismo), obtiene la escala de masa de los átomos.