Această pagină utilizează conținut de la Wikipedia în limba engleză. Articolul original a fost la Electronvolt. Lista autorilor poate fi văzută în istoricul paginii. Ca și în cazul unităților de măsură Wiki, textul Wikipedia este disponibil sub licență Creative Commons vezi Wikia:licențiere.,
În fizică, electron-volt (simbol eV;, de asemenea, scris electronvolt) este o unitate de energie egală cu aproximativ 1.602×10-19 joule (unitate Si J). Prin definiție, este cantitatea de energie obținută prin încărcarea unui singur electron deplasată pe o diferență de potențial electric de un volt. Astfel, este 1 volt (1 joule per coulomb, 1 J/C) înmulțit cu sarcina electronică(1 e, sau 1.602176565 (35)×10-19 C). Prin urmare, un electron volt este egal cu 1.602176565 (35)×10-19 J., Istoric, electron volt a fost conceput ca o unitate standard de măsură prin utilitatea sa în științele electrostatice accelerator de particule, deoarece o particulă cu sarcină q are o energie e=qV după trecerea prin potențialul V; dacă q este cotat în unități întregi ale sarcinii elementare și bias terminal în volți, se obține o energie în eV.
electronul volt nu este o unitate SI și valoarea sa trebuie obținută experimental. Ca și încărcarea elementară pe care se bazează, nu este o cantitate independentă, ci este egală cu (1 J/C)(2 h α / μ0 c0)0.,5 este o unitate comună de energie în fizică, utilizată pe scară largă în fizica în stare solidă, atomică, nucleară și a particulelor. Este utilizat în mod obișnuit cu prefixele si milli -, kilo-, mega-, giga-, tera – sau peta – (meV, keV, MeV, GeV, TeV și, respectiv, PeV). Astfel, meV reprezintă Mili-electron volt.proprietățile atomice, cum ar fi energia de ionizare, sunt adesea citate în volți electroni.în chimie, este adesea util să avem echivalentul molar, adică energia care ar fi produsă de un mol de sarcină (6.02214129(27)×1023) care trece printr-o diferență de potențial de un volt., Acest lucru este egal cu 96.4853365 (21) kJ/mol.
șablon de energie:ancoră
factori de conversie:
pentru comparație:
5.25×1032 eV: energie totală eliberată de un dispozitiv de fisiune nucleară de 20 kt.
~624 EeV (6.24×1020 eV): energia necesară pentru alimentarea unui singur bec de 100 watt timp de o secundă. (100 W = 100 J / s = ~6,24×1020 eV / S).
300 EeV (3×1020 eV) = (50 J): așa-numita particulă Oh-My-God (cea mai energică particulă de raze cosmice observată vreodată).,
14 TeV: energia proiectată de coliziune a protonilor la Large Hadron Collider (care a funcționat la jumătate din acest șablon de energie:ca de).
1 TeV: un trilion de electronvolți, sau 1.602×10-7 J, despre energia cinetică a unui țânțar zburător.
210 MeV: energia medie eliberată în fisiune a unui atom Pu-239.
200 MeV: energia medie eliberată în fisiunea nucleară a unui atom U-235 .
17,6 MeV: energia medie eliberată în fuziunea deuteriului și tritiului pentru a forma He-4; Aceasta este de 0,41 PJ pe kilogram de produs produs.
1 MeV: sau, 1.,602×10-13 J, aproximativ de două ori masa de odihnă-energia unui electron.
13.6 eV: energia necesară pentru ionizarea hidrogenului atomic. Energiile de legătură moleculară sunt de ordinul unui eV per moleculă.
1, 6 până la 3, 4 eV: energia fotonică a luminii vizibile.
1/40 eV: energia termică la temperatura camerei. O singură moleculă în aer are o energie cinetică medie 3/80 eV.în unele documente mai vechi, iar în numele Bevatron, se folosește simbolul BeV, care reprezintă miliarde de electroni volți; este echivalent cu GeV.,în fizica energiei înalte, electronul-volt este adesea folosit ca unitate de impuls. O diferență de potențial de 1 volt determină un electron să obțină o cantitate discretă de energie (adică 1 eV). Acest lucru dă naștere la utilizarea eV (și keV, MeV, GeV sau TeV) ca unități de impuls, pentru energia furnizată duce la accelerarea particulei.dimensiunile unităților de impuls sunt M 1 L 1 T -1 . Dimensiunile unităților energetice sunt M 1 L 2 T -2 ., Apoi, împărțirea unităților de energie (cum ar fi eV) la o constantă fundamentală care are unități de viteză (M 0 L 1 T -1 ), facilitează conversia necesară a utilizării unităților de energie pentru a descrie impulsul. În domeniul de mare energie fizica particulelor fundamentale viteza unitatea este viteza luminii c. Astfel, împărțirea de energie în eV de viteza luminii în vid, se poate descrie impulsul unui electron în unități de eV/c.
fundamentale viteza constantă c este de multe ori a scăzut de la unitățile de impuls de modul de definire unități de lungime, astfel că valoarea de c este unitatea., De exemplu, dacă impulsul p al unui electron este declarat a fi de 1 GeV, apoi conversia la MKS poate fi realizat prin:
Masa
De echivalență masă-energie, un electron volt este, de asemenea, o unitate de masă. Este comună în fizica particulelor, unde masa și energia sunt adesea schimbate, pentru a exprima masa în unități de eV/c2, unde c este viteza luminii într-un vid (de la E = mc2). Este adesea obișnuit să se exprime pur și simplu masa în termeni de „eV” ca unitate de masă, folosind în mod eficient un sistem de unități naturale cu c setat la 1 (prin urmare, E = m).,
De exemplu, un electron și un pozitron, fiecare cu o masă de 0.511 MeV/c2, pot anihila să cedeze 1.022 MeV de energie. Protonul are o masă de 0,938 GeV / c2. În general, masele de toate hadroni sunt de ordinul a 1 GeV/c2, ceea ce face GeV (gigaelectronvolt) o foarte convenabil unitate de masă pentru fizica particulelor:
1 GeV/c2 = 1.783×10-27 kg
Pe unitatea de masă atomică, 1 gram împărțit la numărul lui Avogadro, este aproape la masa unui atom de hidrogen, care este cea mai mare masa de protoni. Pentru a converti la megaelectronvolți, utilizați formula:
În fizica particulelor, un sistem de unități în care viteza luminii în vid c și constanta Planck redusă ħ sunt adimensionale și egală cu unitatea este utilizat pe scară largă: c = ħ = 1. În aceste unități, ambele distanțe și timpi sunt exprimate în unități de energie inversă (în timp ce energia și masa sunt exprimate în aceleași unități, vezi echivalența masă–energie). În special, lungimile de împrăștiere a particulelor sunt adesea prezentate în unități de mase de particule inverse.,
în Afara acestui sistem de unități, factorii de conversie între electronvolt, al doilea, și nanometri sunt următoarele:
Cele de mai sus relații, de asemenea, permite exprimarea înseamnă viață τ de un instabil de particule (în secunde) în termeni de degradare lățime Γ (în eV) prin Γ = ħ/τ. De exemplu, B0 meson are o durata de viata de 1.530(9) pe secundă, adică de degradare lungime este ct = 459.7 µm, sau o degradare lățime de 4.302±25×10-4 eV.,în schimb, diferențele mici de masă mezonică responsabile de oscilațiile mezonice sunt adesea exprimate în picosecunde inverse mai convenabile.
temperatura
În anumite domenii, cum ar fi fizica plasmei, este convenabil să se utilizeze electronvolt ca unitate de temperatură. Conversia în grade kelvin (simbol: majuscule K) este definită prin utilizarea kB, constanta Boltzmann:
De exemplu, un tipic confinare magnetică fusion plasma este de 15 keV, sau 170 megakelvins.
proprietăți
fișier:culori în eV.,svg
Energie de fotoni în spectrul vizibil
Fișier:EV nm vis.png
energia E, frecvența v, și lungimea de undă λ a unui foton sunt legate de
în cazul în care h este constanta Planck, c este viteza luminii. Pentru calcule rapide, acest lucru reduce la
Un foton cu o lungime de undă de 532 nm (verde) ar avea o energie de aproximativ 2.33 eV., În mod similar, 1 V ar corespunde unui foton infraroșu cu lungimea de undă de 1240 nm și așa mai departe.
experimente de împrăștiere
într-un experiment de împrăștiere nucleară cu energie redusă, este convențional să se facă referire la energia de recul nuclear în unități de eVr, keVr etc. Aceasta distinge energia de recul nuclear de energia de recul „echivalentă cu electroni” (eVee, keVee etc.).) măsurată prin lumină de scintilație. De exemplu, randamentul unui fototub este măsurat în phe/keVee (fotoelectroni per energie echivalentă cu electroni Kev)., Relația dintre eV, eVr și eVee depinde de mediul în care are loc împrăștierea și trebuie stabilită empiric pentru fiecare material.
