Електронволт

единица за енергија
(Пренасочено од GeV)

Електронволт (симбол: eV или еВ) — единица за енергија во физиката. По дефиниција, ова е еднакво на количеството на кинетичка енергија со која ја се здобива еден неврзан електрон кога се забрзува преку електричен напон од еден волт. Така ова е 1 волт (1 џул по кулон) помножен со полнежот на електронот (1 e, или (1,60217653 ± (14))⋅10-19 C). Така еден електронволт е еднаков на (1,60217653 ± (14))⋅10-19 J.[1]

Електронволтот не е SI-единица и неговата вредност се добива по експериментален пат.[2] Ова е често употребувана единица за енергија во физиката, и наоѓа широка примена во физиката на тврдото тело, атомската и јадрената физика, како и честичната физика. Обично се користи со SI-претставките мили-, кило-, мега-, гига-, тера- или пета- (meV, keV, MeV, GeV, TeV и PeV).

Во хемијата, честопати е корисно да се има моларен еквивалент, т.е. кинетичката енергија што би ја добил еден мол електрони минувајќи низ потенцијална разлика од еден волт. Ова е еднакво на 96,48538 ± (2) kJ/mol. Во електроволти се изразуваат и атомските својства како енергијата на јонизација.

Како единица за енергија уреди

Стапки на претворање:

За споредба:

Како единица за маса уреди

Со еднаквоста на масата и енергијата, електронволтот е исто така и единица за маса. Таа често се среќава во честичната физика, каде масата и енергијата честопати се заменуваат, за употреба на eV/c2, каде c е брзината на светлината во вакуум (од E =mc2). Уште почесто се користи систем на природни единици и просто се употребува eV, со c зададено на 1 како единица за маса.

На пример, кога електрон и позитрон имаат маса од по 0,511 MeV/c2 секој, тие можат да се анихилираат (поништат) за да оддадат 1,022 MeV енергија. Протонот има маса од 0,938 GeV/c2, што значи дека гигаелектронволтот е многу згодна единица за маса во честичната физика.

1 GeV/c2 = 1.783×10−27 kg

Единицата за атомска маса, 1 грам поделен со Авогадровиот број ја дава приближно масата на водороден атом, што е главо масата на протонот. За претворање на мегаелектронволти се користи формулата:

1 еам = 931.46 MeV/c2 = 0.93146 GeV/c2
1 MeV/c2 = 1.074×10–3 еам

Однос со единиците за време и растојание уреди

Во честичната физика нашироко се користи систем од единици каде брзината на светлината во вакуум изразена со c, и смалената Планкова константа изразена со ħ, се бездимензионални и еднакви на обединување: c = ħ = 1. Кај овие единици, растојанијата и времето се изразува преку обратни единици за енергија (истовремено енергијата и амсата се изразуваат со истите единици, видете Еднаквост на масата и енергијата). In particular, particle должините на распрснување честопати се претставуваат со единици за обратни маси на честичките.

Вон овој систем на единици, стапките на претворање помеѓу електроволтот, секундата, и нанометарот се следниве:[4]

ħ = (6,58211899 ± 10)⋅10-22 MeV s.

Горенаведените релации исто така ни овозможуваат да го изразиме средниот животен век τ на нестабилна честичка (во секунди) по пат на ширината на распад Γ (во eV) преку Γ = ħ/τ. На пример, B0 мезонот има среден животен век од 1,542(16) пикосекунди, или ширина на распад од (4,269 ± 44)⋅10-4 eV, и неговата средна должина на распад изнесува = 462 µm.

Како единица за температура уреди

Во извесни полиња на физиката, како изучувањето на плазмата, електроволтот се употребува како најзгодна единица за температура. Претворањето во келвини (симбол: големо K) се определува со kB, наречено Болцманова константа:

 

На приемер, типичната плазма при соединување со магнетно врзување има топлина од 15 keV, или 170 мегакелвини.

Својства на фотоните уреди

 
Енергијата на фотоните во рамките на видливиот спектар

Енергијата E, честотата ν, и брановата должина λ на еден фотон се поврзани со соодносот

 

каде h е Планковата константа и c е брзината на светлината. За побрза пресметка, ова се сведува на

 

Поток од фотони со бранова должина од 532 nm (зелено светло) би имал енергија од приближно 2.33 eV. Така, 1 eV соодветствува на поток инфрацрвени фотони со бранова должина од 1240 nm, итн.

1 eV = 8065.5447 cm−1

Поврзано уреди

Наводи уреди

  1. P.J. Mohr, B.N. Taylor (2005). „Препорачани вредности од CODATA за фундаменталните физички константи: 2002“ (PDF). Reviews of Modern Physics. 77: 1–107. doi:10.1103/RevModPhys.77.1. Подробно објаснение како се избрани и определени CODATA константите. (англиски)
  2. http://physics.nist.gov/cuu/Units/outside.html
  3. ЦЕРН - Толковник (англиски)
  4. C. Amsler и др. (2008). „Review of Particle Physics“ (PDF). Physics Letters B. 667: 1. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018.

Надворешни врски уреди