الإلكترون-فولت (eV) هو وحدة طاقة شائعة الاستخدام في الفيزياء، خاصةً الفيزياء الذرية والنووية وفيزياء الجسيمات. والإلكترون-فولت الواحد هو الطاقة التي يكتسبها إلكترون-فولت واحد يتسارع خلال فرق جهد مقداره 1 فولت. في حين أن الجول هو وحدة النظام الدولي للوحدات، فإن الإلكترون-فولت أكثر بديهية في المقاييس دون الذرية حيث تكون كميات الطاقة ضئيلة للغاية.
الصيغة
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
للتحويل:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
أو باستخدام الترميز 1 eV = 1.602e-19 J.
مثال عملي
تسارع إلكترون خلال جهد 100 فولت. ما الطاقة التي يكتسبها بالجول؟
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
بالجول، هذا رقم صغير للغاية. أما بوحدة إي فولت فهو ببساطة 100 إي فولت - وهو أكثر ملاءمة بكثير.
مقاييس الطاقة الشائعة في الفيزياء
| المقياس | الطاقة النموذجية |
|---|---|
| الروابط الكيميائية | 1-10 فولت |
| التأين الذري | 10-20 فولت |
| فوتونات الأشعة السينية | 1,000-10,000 إي فولت (كيلو فولت) |
| أشعة جاما | > 1,000,000 eV (ميجا فولت) |
| مسرعات الجسيمات | GeV (جيجا فولت) أو TeV (تيرا فولت) |
استخدام eV يجعل هذه المقاييس قابلة للمقارنة على الفور.
طاقة الفوتون
الفوتونات لها طاقة مرتبطة بالتردد:
E = h × f
حيث h = 6.626 × 6.626 × 10-⁴ J-s هو ثابت بلانك. بوحدة إي فولت يصبح هذا
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
يحتوي فوتون الضوء المرئي (التردد 5 × 10¹¹⁴ هرتز) على طاقة:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
أسهل بكثير من الحساب بالجول.
الطاقة الحركية بوحدة إي فولت
في فيزياء الجسيمات، طاقة حركة جسيم يتسارع خلال جهد V هي ببساطة
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
يكتسب البروتون المتسارع خلال مليون فولت مليون eV أو 1 MeV من الطاقة الحركية. هذه البساطة هي السبب في أن eV هو المعيار في فيزياء الطاقة العالية.
نصائح
عند العمل في الفيزياء، استخدم eV للمقاييس الذرية، والجول للأنظمة العيانية. المضاعفات الشائعة: keV (10³ eV)، MeV (10⁶ eV)، GeV (10⁹ eV)، TeV (10¹² eV). تذكر أيضًا أن eV يقيس الطاقة بغض النظر عما إذا كانت حركية أو كهربية أو كهرومغناطيسية.
استخدم [محول من إلكترون فولت إلى جول] (/en/conversions/scientific-units/scientific-units/electron-volt-joule) للتحويل بين إي فولت وجول على الفور.