L'elettronvolt (eV) è un'unità di energia comunemente utilizzata in fisica, in particolare nella fisica atomica, nucleare e delle particelle. Un elettronvolt è l'energia acquisita da un singolo elettrone accelerato attraverso una differenza di potenziale di 1 volt. Mentre i joule sono l’unità SI, gli elettronvolt sono più intuitivi su scala subatomica dove le quantità di energia sono incredibilmente piccole.
La Formula
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
Per convertire:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
Oppure usando la notazione 1 eV = 1.602e-19 J.
Esempio realizzato
Un elettrone viene accelerato attraverso un potenziale di 100 volt. Quanta energia guadagna in joule?
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
In joule, questo è un numero incredibilmente piccolo. In eV sono semplicemente 100 eV: molto più conveniente.
Scale energetiche comuni in fisica
| Scala | Energia tipica |
|---|---|
| Legami chimici | 1–10 eV |
| Ionizzazione atomica | 10-20 eV |
| Fotoni di raggi X | 1.000-10.000 eV (keV) |
| Raggi gamma | > 1.000.000 eV (MeV) |
| Acceleratori di particelle | GeV (giga-eV) o TeV (tera-eV) |
L'uso dell'eV rende queste scale immediatamente comparabili.
Energia fotonica
I fotoni hanno energia correlata alla frequenza:
E = h × f
Dove h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s è la costante di Planck. In eV, questo diventa:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
Un fotone di luce visibile (frequenza 5 × 10¹⁴ Hz) ha energia:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
Molto più semplice che calcolare in joule.
Energia cinetica in eV
Nella fisica delle particelle, l'energia cinetica di una particella accelerata attraverso un potenziale V è semplicemente:
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
Un protone accelerato di 1 milione di volt guadagna 1 milione di eV o 1 MeV di energia cinetica. Questa semplicità è il motivo per cui eV è standard nella fisica delle alte energie.
Suggerimenti
Quando lavori in fisica, usa eV per scale atomiche, joule per sistemi macroscopici. Multipli comuni: keV (10³ eV), MeV (10⁶ eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). Ricorda inoltre che eV misura l'energia indipendentemente dal fatto che sia cinetica, elettrica o elettromagnetica.
Utilizza il nostro Convertitore Elettronvolt-joule per convertire istantaneamente tra eV e joule.