원자 단위계

원자 단위계(au)는 원자 물리학, 전자기학, 양자전기역학 등에서 자주 쓰이는 단위로써 전자의 특성에 보다 집중하기 위한 단위계이다. 두 가지 다른 원자 단위가 있는데, 하나는 하트리 원자 단위(Hartree atomic units)이며 다른 하나는 리드베리 원자 단위인데, 둘은 질량과 전하에 대한 양을 다르게 선택하고 있다. au에서, 다음 네 가지 기본 물리상수들은 모두 1로 정의된다:

 전자 질량
 기본 전하
 환산 플랑크 상수
 쿨롱 상수

이것은 천문 단위(역시 'au'로 표기된다)와 혼동해서는 안된다.

기본 원자 단위

유도 원자 단위 

α는 미세구조상수, ε0은 진공에서의 유전율, c는 광속, kB는 볼츠만 상수이다.

양자역학과 전자기학의 단순화 
SI단위계에서의 단일 전자에 대한 비상대론적 슈뢰딩거 방정식은

이다. 이것의 au에서의 동일한 표현은

이 된다. 왜냐하면 여기서 플랑크 상수와 전자 질량을 각각 1로 놓기 때문이다. 이것의 에너지 단위를 리드베리(Ry)로 쓰려면 위의 식에 2를 곱하면 된다.

또한 수소원자에서의 쿨롱 퍼텐셜에 대한 해밀토니안은 SI단위계에서

이지만, 원자 단위계에서는

와 같이 간단하게 된다.

au에서의 맥스웰 방정식은 다음과 같다:

같이 보기 
 플랑크 단위계
 자연 단위계
 CGS 단위계

참고

외부 링크 
 CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants.

단위계
원자물리학