Електронволт

Из Википедије, слободне енциклопедије

Електрон волт, eV, је јединица енергије једнака кинетичкој енергији коју задобије слободни електрон у вакууму проласком кроз потенцијалну разлику од једног волта. Другим речима, то је један волт (1 волт = 1 џул по кулону) пута наелектрисање једног електрона (у кулонима).


Један електронволт је врло мала јединица енергије:

1 eV = 1,602 176 53(14)×10−19 J. (Извор: CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants )

Коришћење електронволта за изражавање масе[уреди]

Према Ајнштајну енергија је еквивалентна маси, E=mc² (1 kg = 90 пета џула). Због тога је у физици елементарних честица, где се маса и енергија користе као синоними, уобичајена употреба јединице eV/c² или још једноставније само eV за изражавање масе.

На пример, електрон и позитрон сваки са масом од 0,511 MeV/c², могу да се анихилирају ослобађајући енергију од 1,022 MeV. Протон има масу од 0,938 GeV, што чини GeV (гигаелектронволт)врло погодном јединицом за масу субатомских честица.

1 eV/c² = 1,783×10−36 kg
1 keV/c² = 1,783×10−33 kg
1 MeV/c² = 1,783×10−30 kg
1 GeV/c² = 1,783×10−27 kg
1 TeV/c² = 1,783×10−24 kg
1 PeV/c² = 1,783×10−21 kg
1 EeV/c² = 1,783×10−18 kg

Електронволт и енергија[уреди]

За поређење:

  • 3,2×10−11 Ј или 200 MeV је тотална енергија ослобођена цепањем једног атома U-235 (ово је средња вредност; права вредност зависи од начина цепања)
  • 3,5×10−11 Ј или 210 MeV је средња вредност енергије ослобођене при цепању једног атома Pu-239 atom (права вредност зависи од начина цепања)
  • Енергије хемијских веза су реда електронволта по молекулу.
  • Кинетичка енергија молекула у атмосфери на собоној темеператури је око 1 ×10−21 J или 1/40 eV.
  • Израз 1eV = 1V \times q_e показује зашто је eV основна јединица за енергију пошто V \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\  {W\over q_0} или еквивалентно V \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\  {\triangle E\over q_0} чиме се уклања погрешно веровање да је eV јединица за потенцијал или наелктрисање.

Електронволт и особине фотона[уреди]

Енергија, E, фреквенција, ν, и таласна дужина, λ фотона повезани су изразом

E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}=\frac{1240~\rm{nm~eV}}{\lambda}

где је h Планкова константа а c брзина светлости. На пример, спектар видљивог зрачења простире се у опсегу таласних дужина 400 nm до 700 nm. Стога фотони видљивог зрачења имају енергије од

E_{min} = \frac{1240~\rm{nm~eV}}{700~\rm{nm}} = 1,77~\rm{eV}

до

E_{max} = \frac{1240~\rm{nm~eV}}{400~\rm{nm}} = 3,10~\rm{eV}.

Електронволт и температура[уреди]

У неким областима, као што је физика плазме, уобичајено је да се електронволт користи као јединица температуре. Конверзија у келвине, К, постиже се преко Болцманове константе, kB

{1 \mbox{ eV} \over k_B} = {1,60217653(14) \times 10^{-19} \mbox{J} \over 1,3806505(24) \times 10^{-23} \mbox{J/K}} = 11604,505(20) \mbox{ kelvins}

На пример, типична плазма у фузији је енергије 15 keV, или 174 мегакелвина.

Употреба електронволта за изражавање времена и растојања[уреди]

У физици честица, растојање и време се понекад изражава у инверзним електронволтима преко фактора конверзије [1]

  • \hbar = 6,582 118 89(26) x 10-16 eV s
  • \hbar c = 197,326 960 2(77) eV nm


Види још[уреди]

Референце[уреди]

  1. ^ K. Hagiwara et al, Review of Particle Physics, Phys. Rev. D66, 010001 (2002)

Литература[уреди]

Спољашње везе[уреди]