Електрон-вольт (еВ) — це одиниця енергії, яка широко використовується у фізиці, зокрема атомній, ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок. Один електрон-вольт — це енергія, отримана одним електроном, прискореним через різницю потенціалів в 1 вольт. У той час як джоуль є одиницею СІ, електрон-вольт більш інтуїтивно зрозумілий у субатомних масштабах, де кількість енергії неймовірно мала.

Формула

1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ joules

Щоб конвертувати:

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

Або використовуючи позначення 1 еВ = 1,602e-19 Дж.

Спрацьований приклад

Електрон прискорюється через потенціал 100 вольт. Яку енергію він отримує в джоулях?

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

У джоулях це неймовірно мала кількість. В еВ це просто 100 еВ — набагато зручніше.

Загальні енергетичні шкали у фізиці

масштаб Типова енергія
Хімічні зв'язки 1–10 еВ
Атомна іонізація 10–20 еВ
рентгенівські фотони 1000–10 000 еВ (кеВ)
Гамма-промені > 1 000 000 еВ (МеВ)
Прискорювачі частинок ГеВ (гіга-еВ) або ТеВ (тера-еВ)

Використання eV робить ці масштаби відразу порівнюваними.

Фотонна енергія

Фотони мають енергію, пов’язану з частотою:

E = h × f

Де h = 6,626 × 10⁻³⁴ Дж·с — постійна Планка. В еВ це виглядає так:

E = 4.136 × 10⁻¹⁵ eV·s × f

Фотон видимого світла (частота 5 × 10¹⁴ Гц) має енергію:

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

Набагато легше, ніж обчислення в джоулях.

Кінетична енергія в еВ

У фізиці елементарних частинок кінетична енергія частинки, прискореної через потенціал V, проста:

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

Протон, прискорений через 1 мільйон вольт, отримує 1 мільйон еВ або 1 МеВ кінетичної енергії. Через цю простоту еВ є стандартом у фізиці високих енергій.

Поради

Працюючи з фізики, використовуйте еВ для атомних масштабів, джоулі для макроскопічних систем. Загальні кратні: кеВ (10³ еВ), МеВ (10⁶ еВ), ГеВ (10⁹ еВ), ТеВ (10¹² еВ). Також пам’ятайте, що еВ вимірює енергію незалежно від того, чи є вона кінетичною, електричною чи електромагнітною.

Використовуйте наш Конвертер електрон-вольт у джоуль, щоб миттєво конвертувати еВ у джоуль.