Electron-voltul (eV) este o unitate de energie utilizată în mod obișnuit în fizică, în special în fizica atomică, nucleară și a particulelor. Un electron-volt este energia câștigată de un singur electron accelerat printr-o diferență de potențial de 1 volt. În timp ce joulii sunt unitatea SI, electroni-volții sunt mai intuitivi la scara subatomică, unde cantitățile de energie sunt incredibil de mici.

Formula

1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules

Pentru a converti:

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

Sau folosind notația 1 eV = 1,602e-19 J.

Exemplu de lucru

Un electron este accelerat printr-un potențial de 100 de volți. Ce energie câștigă în jouli?

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

În jouli, acesta este un număr incredibil de mic. În eV, este pur și simplu 100 eV - mult mai convenabil.

Scale comune de energie în fizică

Scară Energie tipică
Legături chimice 1–10 eV
Ionizare atomică 10–20 eV
Fotoni cu raze X 1.000–10.000 eV (keV)
Raze gamma > 1.000.000 eV (MeV)
Acceleratoare de particule GeV (giga-eV) sau TeV (tera-eV)

Folosirea eV face ca aceste scale să fie imediat comparabile.

Energie fotonica

Fotonii au energie legată de frecvență:

E = h × f

Unde h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s este constanta lui Planck. În eV, aceasta devine:

E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f

Un foton de lumină vizibilă (frecvență 5 × 10¹⁴ Hz) are energie:

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

Mult mai ușor decât calcularea în jouli.

Energia cinetică în eV

În fizica particulelor, energia cinetică a unei particule accelerată printr-un potențial V este pur și simplu:

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

Un proton accelerat cu 1 milion de volți câștigă 1 milion eV sau 1 MeV de energie cinetică. Această simplitate este motivul pentru care eV este standard în fizica energiei înalte.

Sfaturi

Când lucrați în fizică, utilizați eV pentru scale atomice, jouli pentru sisteme macroscopice. Multipli comuni: keV (10³ eV), MeV (10⁶ eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). De asemenea, rețineți că eV măsoară energia indiferent dacă este cinetică, electrică sau electromagnetică.

Utilizați Convertorul nostru de electron-volt în joule pentru a converti instantaneu între eV și jouli.