概要
質量電荷比は、粒子の質量をその電荷で割った比で、通常は m/q と表される。これは測定可能な物理量であり、SI単位はkg/Cである。文脈によっては逆数である電荷質量比（q/m）が用いられることもある。どちらも、粒子が電気力や磁気力にどのように応答するかを表す。
運動への影響
古典電磁気学では、荷電粒子に働く力は、その電荷と外部場中での速度に依存する。一様な電場では、粒子の加速度は q/m に比例し、言い換えれば m/q に反比例する。磁場中では、荷電粒子の軌道の曲がり方はこの比に依存し、代表的な曲率半径は、(m/q) に速度と磁場強度の比を掛けた値に比例する。電荷の符号は偏向の向きを決めるため、同じ m/q の大きさをもつ粒子でも、符号が反対なら鏡像のような軌道をたどる。
歴史的・実用的背景
初期の電荷質量比の測定、とくに J. J. トムソンによる研究は、電子の基本値を確立し、電荷をもつ種を m/q によって分離する道を開いた。現代の質量分析計のような装置は、分子、同位体、フラグメントを識別・定量するために、イオンを質量電荷比に従って分離する。装置は電場と磁場、飛行時間の違い、あるいはイオントラップの動力学を利用して m/q の値を見分ける。
単位・表記・慣例
SIでの表し方はキログラム毎クーロンだが、応用分野では他の慣例もしばしば使われる。質量分析では m/z がよく用いられ、m は統一原子質量単位で表した質量、z は整数の電荷状態を指す。これは実質的に、実験室で扱いやすい単位で質量を電荷1単位あたりに示したものとなる。著者によっては符号を無視するために m/q の絶対値を示すことがあり、別の文脈では正負の電荷を区別するために符号を残す。
用途・限界・注目点
質量電荷比は、分析化学、プロテオミクス、同位体研究、加速器物理の中心的概念である。実用上は、衝突、電荷交換、高速域での相対論的補正などが解釈を難しくすることがある。同じ m/q の値でも、質量と電荷の組み合わせが異なれば同一の組成を意味するとは限らない。たとえば同位体や多価イオンのように、異なる粒子が一致することがあるため、追加情報や分離手法がしばしば必要になる。