阿伏伽德羅常數(shù)的測(cè)定方法多種多樣,其中三種主要方法分別是電量分析、電子質(zhì)量測(cè)量和晶體密度法。首先,電量分析法通過(guò)測(cè)量法拉第常數(shù)F,然后除以基本電荷e,得出NA=F/e,這是最早實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量的方法。其次,CODATA利用電子的摩爾質(zhì)量和靜止質(zhì)量的比值來(lái)計(jì)算,盡管需要其他已知常數(shù)的輔助。最后,晶體密度法是現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用,利用X射線晶體學(xué),通過(guò)測(cè)量單晶硅的晶胞參數(shù)和密度,計(jì)算出摩爾體積與原子體積的比例,進(jìn)而確定阿伏伽德羅常數(shù)。
在晶體密度法中,硅的晶胞結(jié)構(gòu)被精確測(cè)量,通過(guò)密勒指數(shù){220}的間距d220(Si)計(jì)算晶胞體積。需要注意的是,樣本的同位素組成對(duì)結(jié)果有影響,需準(zhǔn)確測(cè)量并考慮。2010年CODATA推薦的X射線密度法測(cè)定的阿伏伽德羅常數(shù)相對(duì)不確定度約為8.1×10,相比電子質(zhì)量法略高。
阿伏伽德羅常數(shù)不僅是物質(zhì)量的基石,還與其他物理常數(shù)如氣體常數(shù)和玻耳茲曼常數(shù)等存在聯(lián)系。它的測(cè)定不僅提供了基本的物理量單位定義,而且在理解宏觀與微觀世界之間關(guān)系中起著關(guān)鍵作用。