Elektron-volt (eV) er en energienhet som vanligvis brukes i fysikk, spesielt atom-, kjernefysikk og partikkelfysikk. En elektron-volt er energien som oppnås av et enkelt elektron akselerert gjennom en potensialforskjell på 1 volt. Mens joule er SI-enheten, er elektronvolt mer intuitivt på subatomære skalaer der energimengdene er utrolig små.
Formelen
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
Slik konverterer du:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
Eller bruk notasjonen 1 eV = 1.602e-19 J.
Bearbeidet eksempel
Et elektron akselereres gjennom et 100 volt potensial. Hvilken energi får den i joule?
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
I joule er dette et utrolig lite tall. I eV er det rett og slett 100 eV — mye mer praktisk.
Vanlige energiskalaer i fysikk
| Skala | Typisk energi |
|---|---|
| Kjemiske bindinger | 1–10 eV |
| Atomisk ionisering | 10–20 eV |
| Røntgenfotoner | 1 000–10 000 eV (keV) |
| Gammastråler | > 1 000 000 eV (MeV) |
| Partikkelakseleratorer | GeV (giga-eV) eller TeV (tera-eV) |
Bruk av eV gjør disse skalaene umiddelbart sammenlignbare.
Fotonenergi
Fotoner har energi relatert til frekvens:
E = h × f
Hvor h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s er Plancks konstant. I eV blir dette:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
Et foton av synlig lys (frekvens 5 × 10¹⁴ Hz) har energi:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
Mye enklere enn å regne i joule.
Kinetisk energi i eV
I partikkelfysikk er den kinetiske energien til en partikkel akselerert gjennom en potensiell V ganske enkelt:
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
Et proton akselerert gjennom 1 million volt får 1 million eV eller 1 MeV kinetisk energi. Denne enkelheten er grunnen til at eV er standard innen høyenergifysikk.
Tips
Når du arbeider i fysikk, bruk eV for atomskalaer, joule for makroskopiske systemer. Felles multipler: keV (10³ eV), MeV (10¹² eV), GeV (10¹ eV), TeV (10¹² eV). Husk også at eV måler energi uavhengig av om den er kinetisk, elektrisk eller elektromagnetisk.
Bruk vår elektron-volt til joule-omformer for å konvertere mellom eV og joule umiddelbart.