Elektrónvolt (eV) je jednotka energie bežne používaná vo fyzike, najmä atómovej, jadrovej a časticovej fyzike. Jeden elektrónvolt je energia získaná jediným elektrónom zrýchleným cez rozdiel potenciálov 1 volt. Zatiaľ čo jouly sú jednotkou SI, elektrónvolty sú intuitívnejšie v subatomárnych mierkach, kde sú množstvá energie neuveriteľne malé.
Vzorec
1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules
Ak chcete previesť:
Energy (J) = Energy (eV) × 1.602 × 10⁻¹⁹
Energy (eV) = Energy (J) / 1.602 × 10⁻¹⁹
Alebo pomocou zápisu 1 eV = 1,602e-19 J.
Spracovaný príklad
Elektrón sa urýchľuje cez 100-voltový potenciál. Akú energiu získa v jouloch?
Energy = 100 eV × 1.602 × 10⁻¹⁹ J/eV
= 1.602 × 10⁻¹⁷ J
V jouloch je to neuveriteľne malé číslo. V eV je to jednoducho 100 eV – oveľa pohodlnejšie.
Spoločné energetické váhy vo fyzike
| Mierka | Typická energia |
|---|---|
| Chemické väzby | 1-10 eV |
| Atómová ionizácia | 10-20 eV |
| Röntgenové fotóny | 1 000 – 10 000 eV (keV) |
| Gama lúče | > 1 000 000 eV (MeV) |
| Urýchľovače častíc | GeV (giga-eV) alebo TeV (tera-eV) |
Pomocou eV sú tieto váhy okamžite porovnateľné.
Fotónová energia
Fotóny majú energiu súvisiacu s frekvenciou:
E = h × f
Kde h = 6,626 × 10⁻3⁴ J·s je Planckova konštanta. V eV to bude:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f
Fotón viditeľného svetla (frekvencia 5 × 10¹4 Hz) má energiu:
E = 4.136 × 10⁻¹⁵ × 5 × 10¹⁴ = 2.07 eV
Oveľa jednoduchšie ako počítať v jouloch.
Kinetická energia v eV
V časticovej fyzike je kinetická energia častice zrýchlenej cez potenciál V jednoducho:
KE (eV) = (charge in electrons) × V (volts)
Protón zrýchlený cez 1 milión voltov získa 1 milión eV alebo 1 MeV kinetickej energie. Táto jednoduchosť je dôvodom, prečo je eV štandardom vo fyzike vysokých energií.
Tipy
Pri práci vo fyzike používajte eV pre atómové stupnice, jouly pre makroskopické systémy. Spoločné násobky: keV (10³ eV), MeV (10⁶ eV), GeV (10⁹ eV), TeV (10¹² eV). Pamätajte tiež, že eV meria energiu bez ohľadu na to, či je kinetická, elektrická alebo elektromagnetická.
Použite náš prevodník elektrón-volt na joule na okamžitý prevod medzi eV a joulmi.