Електронволт (eV) е единица за енергия, която се използва често във физиката, особено в атомната, ядрената физика и физиката на елементарните частици. Един електрон-волт е енергията, получена от един електрон, ускорен чрез потенциална разлика от 1 волт. Докато джаулите са единицата на SI, електронволта е по-интуитивен в субатомните мащаби, където количествата енергия са невероятно малки.
Формулата
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
За преобразуване:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
Или използвайте означението 1 eV = 1,602e-19 J.
Работен пример
Един електрон се ускорява чрез потенциал от 100 волта. Каква енергия получава в джаули?
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
В джаули това е невероятно малко число. В eV то е просто 100 eV - много по-удобно.
Общи енергийни скали във физиката
| Скала | Типична енергия |
|---|---|
| Химически връзки | 1-10 eV |
| Атомна йонизация | 10-20 eV |
| Рентгенови фотони | 1,000-10,000 eV (keV) |
| Гама лъчи | > 1,000,000 eV (MeV) |
| Ускорители на частици | GeV (гигаелектронволта) или TeV (тераелектронволта) |
Използването на eV прави тези скали непосредствено сравними.
Енергия на фотона
Фотоните имат енергия, свързана с честотата:
E = h × f
Където h = 6,626 × 10-³⁴ J-s е константата на Планк. В еѴ това означава:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
Фотонът на видимата светлина (честота 5 × 10¹⁴ Hz) има енергия:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
Много по-лесно, отколкото да се изчислява в джаули.
Кинетична енергия в eV
Във физиката на елементарните частици кинетичната енергия на частица, ускорена през потенциал V, е просто:
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
Ускореният с 1 милион волта протон получава 1 милион eV или 1 MeV кинетична енергия. Тази простота е причината eV да е стандарт във физиката на високите енергии.
Съвети
Когато работите в областта на физиката, използвайте eV за атомни мащаби и джаули за макроскопични системи. Често срещани кратни стойности: KeV (10³ eV), MeV (10⁶ eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). Също така не забравяйте, че eV измерва енергията, независимо дали е кинетична, електрическа или електромагнитна.
Използвайте нашия Преобразувател на електрон-волт в джаул, за да конвертирате веднага между eV и джаули.