Was ist in der Physik das Elektronenvolt?

Ein Elektronenvolt (eV) ist eine sehr kleine Energieeinheit, die in Bereichen der Physik wie der Kern- und Teilchenphysik verwendet wird, unter anderem weil die Standard-Energieeinheit Joule viel zu groß ist klare Bedeutung in der Forschung als Basiseinheit. Der Standardwert eines Elektronenvolt wird mit 1,602 · 10 & supmin ; ¹ & sup9; Joule oder einem Bruchteil von 0,0000000000000000001602 Joule berechnet. Der Wert wird aus der Energie abgeleitet, die erforderlich ist, um ein einzelnes Elektron durch ein elektrisches Potential von einem Volt zu bewegen, oder als die äquivalente Energiemenge, die ein Photon Licht trägt. Eine Billion Elektronenvolt (TeV) oder 1 x 10 12 eV ist immer noch ein so kleiner Energiewert, dass er der Menge Arbeitsenergie entspricht, die eine Ameise in ihrer Bewegung verbraucht, und einem normalen 100-Watt-Glühlampenlicht Glühbirne verbrennt 2,200,000,000,000 mal mehr Energie als eine Ameise pro Stunde oder 2,2 x 10 24 Elektronenvolt.

Die Verwendung von Elektronenvolt-Werten ist auch in anderen Bereichen der Grundlagenforschung weit verbreitet, wo sie in bestimmten Berechnungen Werte für Temperatur oder elektromagnetische Strahlung darstellen können. Dazu gehört die Astronomie, in der Lichtwellenlängen kategorisiert werden. Dies liegt daran, dass das Elektronenvolt ein grundlegendes Maß für die kinetische Energie ist, das praktisch für die Forschung auf molekularer Ebene angewendet werden kann. Ein Wert von 13,6 eVs entspricht der Energie, die zur Ionisierung eines Wasserstoffatoms erforderlich ist. Dies ist das häufigste Element in der astronomischen Forschung. Ein Wert von 4,2 eV ist erforderlich, um ein Salzmolekül in seine Bestandteile Natrium und Chlorid zu zerlegen, was Elektronenvolt zu einem geeigneten Messwert für viele gängige chemische Reaktionen macht.

Trotz seiner weit verbreiteten Verwendung in der Forschung wird das Elektronenvolt nicht als Standardmaßeinheit angesehen, da sich sein Wert aufgrund der experimentellen Bedingungen und Anforderungen ändern kann. Es kann auch verwendet werden, um eine Masseeinheit in physikalischen Berechnungen darzustellen, um Energieeinheiten in der speziellen Relativitätsgleichung von E = MC 2 auszugleichen. Dies ermöglicht die Berechnung der Masse subatomarer Teilchen wie Protonen, wobei ein Proton 938.000.000 eVs entspricht, geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit im Quadrat, ausgedrückt als Giga-Elektronenvolt in Kurzform als 0,938 GeV / c 2 .

Es gibt keine direkte Umwandlung in Elektronenvolt von Standardvolt als Maß für das elektrische Potential. Während die beiden abgeleitet zu sein scheinen, sind sie Messungen verschiedener Dinge, wobei Elektronenvolt als Maß für die kinetische Energie aus dem Joule und Volt als Maß für die Potentialdifferenz zwischen zwei leitenden Punkten dienen. Elektronenvolt folgt jedoch der metrischen Konvention für Mengensteigerungen, wobei das Präfix Kilo 1.000 in KeV darstellt; Mega, das eine Million oder MeV darstellt; Giga für eine Milliarde bei GeV; und so weiter.

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