În fizică, ce este electronvoltul?

Un electron volt (eV) este o unitate foarte mică de energie care este utilizată în domenii de cercetare în fizică, cum ar fi fizica nucleară și fizica particulelor, datorită în parte faptului că unitatea standard de energie, joule, este mult prea mare pentru a fi avută. sens clar în astfel de cercetare ca unitate de bază. Valoarea standard a unui electron-volt este calculată ca fiind 1.602 x 10-19 jouli sau o fracțiune de 0.0000000000000000001602 joule. Valoarea este derivată din energia necesară pentru a deplasa un singur electron printr-un potențial electric de un volt sau ca cantitate echivalentă de energie pe care o transportă un foton de lumină. Un trilion de electroni volți (TeV), sau 1 x 1012 eV, este încă o valoare energetică atât de mică, de fapt, încât este considerată echivalentă cu cantitatea de energie de lucru pe care o cheltuiește o furnică atunci când se mișcă și o lumină incandescentă standard de 100 de wați. becul arde de 2,200,000,000,000 de ori mai multă energie decât o furnică pe oră, sau 2.2 x 1024 electron volți.

Utilizarea valorilor electronvoltilor este larg răspândită și în alte domenii ale cercetării științifice fundamentale, unde, în anumite calcule, poate reprezenta valori pentru temperatură sau radiații electromagnetice. Aceasta include astronomia, unde este folosită pentru a clasifica lungimile de undă ale luminii. Acest lucru se datorează faptului că electronvoltul este o măsurătoare fundamentală a energiei cinetice care poate fi practic aplicată cercetării la nivel molecular. O valoare de 13.6 eV este egală cu energia necesară pentru ionizarea unui atom de hidrogen, care este cel mai frecvent element întâlnit în cercetarea astronomică. Este necesară o valoare de 4.2 eV pentru a descompune o moleculă de sare în elementele sale constitutive de sodiu și clorură, ceea ce face ca electroni volți să fie un termen de măsurare convenabil pentru multe reacții chimice comune.

În ciuda utilizării sale pe scară largă în cercetare, electron-voltul nu este considerat a fi o unitate metrică standard, deoarece valoarea sa se poate modifica în funcție de condițiile și cerințele experimentale. Poate fi folosit și pentru a reprezenta o unitate de masă în calculele fizice pentru a echilibra unitățile de energie din ecuația relativității speciale a lui E = MC2. Acest lucru permite calcularea masei particulelor subatomice cum ar fi protonii, unde un proton este echivalent cu 938,000,000 eV împărțit la viteza luminii la pătrat, care este exprimată ca giga electron volți în scurt timp ca 0.938 GeV/c2.

Nu există o conversie directă în electroni volți din volți standard ca măsură a potențialului electric. În timp ce cele două par derivate, sunt măsurători ale unor lucruri diferite, cu electroni volți ca măsură a energiei cinetice bazate pe joule și volți ca măsură a diferenței de potențial dintre două puncte conductoare. Electron-volți, totuși, urmează convenția metrică pentru creșteri în cantitate, cu prefixul kilo reprezentând 1,000 în KeV; mega reprezentând un milion sau MeV; giga reprezentând un miliard la GeV; si asa mai departe.