Elektronivoltti (eV) on fysiikassa, erityisesti atomi-, ydin- ja hiukkasfysiikassa, yleisesti käytetty energiayksikkö. Yksi elektronivoltti on energia, jonka yksi elektroni saa 1 voltin potentiaalierolla kiihdytettynä. Vaikka joule on SI-yksikkö, elektronivoltit ovat intuitiivisempia subatomisilla asteikoilla, joissa energiamäärät ovat uskomattoman pieniä.

Kaava

1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules

Muuntaaksesi:

Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹

Tai käyttämällä merkintää 1 eV = 1,602e-19 J.

Toiminut esimerkki

Elektroni kiihtyy 100 voltin potentiaalin kautta. Mitä energiaa se saa jouleina?

Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
       = 1.602 × 10⁻¹⁷ J

Jouleina tämä on uskomattoman pieni luku. eV:ssä se on yksinkertaisesti 100 eV – paljon kätevämpää.

Yleiset energiavaa'at fysiikassa

Mittakaava Tyypillistä energiaa
Kemialliset sidokset 1-10 eV
Atomi-ionisaatio 10-20 eV
Röntgenfotonit 1 000–10 000 eV (keV)
Gammasäteet > 1 000 000 eV (MeV)
Hiukkaskiihdyttimet GeV (giga-eV) tai TeV (tera-eV)

eV:n käyttö tekee näistä asteikoista välittömästi vertailukelpoisia.

Fotonienergia

Fotoneilla on taajuuteen liittyvää energiaa:

E = h × f

Missä h = 6,626 × 10-34 J·s on Planckin vakio. eV:ssä tästä tulee:

E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f

Näkyvän valon fotonilla (taajuus 5 × 10¹4 Hz) on energiaa:

E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV

Paljon helpompaa kuin jouleissa laskeminen.

Kineettinen energia eV:ssä

Hiukkasfysiikassa potentiaalin V kautta kiihdytetyn hiukkasen kineettinen energia on yksinkertaisesti:

KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)

1 miljoonalla voltilla kiihdytetty protoni saa 1 miljoonan eV:n tai 1 MeV:n kineettistä energiaa. Tämän yksinkertaisuuden vuoksi eV on vakiona korkean energian fysiikassa.

Vinkkejä

Kun työskentelet fysiikassa, käytä eV:tä atomiasteikoissa ja joulea makroskooppisissa järjestelmissä. Yhteiset kerrannaiset: keV (10³ eV), MeV (106 eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). Muista myös, että eV mittaa energiaa riippumatta siitä, onko se kineettistä, sähköistä vai sähkömagneettista.

Käytä electron-volt to Joule -muunninta muuntaaksesi eV:n ja jouleen välillä välittömästi.