说到分子量，大概大家都不会陌生，高中化学和物理里都有。简单说分子量就是一个分子中所含核子（质子和中子）的数量，稍微严格一点说就是分子质量和质子质量的比。

      就这么简单的概念还有什么可说的么？我原来也这么觉得，但是最近发现，还真有。关于分子云里的一个“平均分子量”，文献里一说起来就是“2.72，考虑了氦的丰度”（或者某个接近2.8的数），至于过程？没有，就是扔一篇文献给你，查到比较原始的一篇文献（Hildebrand 1983，QJRAS，24， 267），说法是“总的气体密度和氢的密度比是1.36”，所以2.72就是这个数乘以2得到的。为什么这么算呢？因为分子云中的氢主要是分子氢，其数密度和密度的关系为

$\rho_{\rm H_2}=2n_{\rm H_2}$

结合文献中的

$\rho_{\rm total}=1.36\rho_{\rm H_2}$

有

$\rho_{\rm total}=2.72n_{\rm H_2}$
于是可以“反编译”出文献中所指的“平均分子量”其实是“等效分子量”，就是在知道了分子氢的数密度以后算总密度所需的一个参数，就是假想把所有质量塞到到氢分子以后，一个氢分子里所含的核子数量。对于计算总密度这个特定的计算，这种定义当然是没有问题的，但是这种定义是不是适用于所有的计算呢？显然不是。

     我们来考虑一下声速，考虑分子云中丰度最高的两种成分：分子氢和氦。假定两种气体温度相同，都可以看作理想气体，处于热平衡。那么可以计算总压强

$p_{\rm total}=(n_{\rm H_2}+n_{\rm He})kT$

另一方面，等温声速定义为

$c_s=\sqrt{\frac{p_{\rm total}}{\rho_{\rm total}}}$
另一方面，如果我们可以用平均分子量写出状态方程

$p_{\rm total}=\frac{\rho_{\rm total}}{\mu_a m_{H}}kT$

另外我们还知道$\rho_{H_2}=2n_{\rm H_2}$，于是

$\mu_a=\frac{\rho_{\rm total}}{(n_{\rm H_2}+n_{\rm He})m_{\rm H}}=\frac{2\rho_{\rm total}}{(1+n_{\rm He}/n_{\rm H_2})\rho_{\rm H_2}}$

根据氢和氦的质量比0.72:0.28可以得知

$\rho_{\rm total}/\rho_{\rm H_2}=1/0.72$

$n_{\rm He}/n_{\rm H_2}=0.14/0.72$

所以平均分子量为

$\mu_a=\frac{2}{0.72+0.14}=2.3$