Elektron-volt (eV) adalah satuan energi yang umum digunakan dalam fisika, khususnya fisika atom, nuklir, dan partikel. Satu elektron-volt adalah energi yang diperoleh oleh satu elektron yang dipercepat melalui beda potensial 1 volt. Meskipun joule adalah satuan SI, elektron-volt lebih intuitif pada skala subatom yang jumlah energinya sangat kecil.
Rumusnya
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
Untuk mengonversi:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
Atau menggunakan notasi 1 eV = 1.602e-19 J.
Contoh yang Berhasil
Sebuah elektron dipercepat melalui potensial 100 volt. Energi apa yang diperolehnya dalam joule?
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
Dalam joule, ini adalah angka yang sangat kecil. Dalam eV, hanya 100 eV — jauh lebih nyaman.
Skala Energi Umum dalam Fisika
| Skala | Energi Khas |
|---|---|
| Ikatan kimia | 1–10 eV |
| Ionisasi atom | 10–20 eV |
| Foton sinar-X | 1.000–10.000 eV (keV) |
| Sinar gamma | > 1.000.000 eV (MeV) |
| Akselerator partikel | GeV (giga-eV) atau TeV (tera-eV) |
Penggunaan eV membuat skala ini dapat langsung dibandingkan.
Energi Foton
Foton memiliki energi yang berhubungan dengan frekuensi:
E = h × f
Dimana h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s adalah konstanta Planck. Dalam eV, ini menjadi:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
Sebuah foton cahaya tampak (frekuensi 5 × 10¹⁴ Hz) memiliki energi:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
Jauh lebih mudah daripada menghitung dalam joule.
Energi Kinetik dalam eV
Dalam fisika partikel, energi kinetik suatu partikel yang dipercepat melalui potensial V adalah:
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
Sebuah proton yang dipercepat sebesar 1 juta volt memperoleh 1 juta eV atau 1 MeV energi kinetik. Kesederhanaan inilah yang menjadi alasan mengapa eV menjadi standar dalam fisika energi tinggi.
Kiat
Saat bekerja di bidang fisika, gunakan eV untuk skala atom, joule untuk sistem makroskopis. Kelipatan persekutuan: keV (10³ eV), MeV (10⁶ eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). Ingat juga bahwa eV mengukur energi terlepas dari apakah itu kinetik, listrik, atau elektromagnetik.
Gunakan Konverter Elektron-Volt ke Joule untuk mengkonversi antara eV dan joule secara instan.