Wat is de elektronen volt in de natuurkunde?

Een elektronenvolt (EV) is een zeer kleine energie -eenheid die wordt gebruikt in onderzoeksonderzoek zoals nucleaire en deeltjesfysica, deels vanwege het feit dat de standaardeenheid van energie, de Joule, veel te groot is om een ​​duidelijke betekenis te hebben in het onderzoek als basiseenheid. De standaardwaarde van een elektronenvolt wordt berekend als 1,602 x 10 ^-19 Joules, of een fractie van 0,0000000000000000001602 van een joule. De waarde is afgeleid van de energie die nodig is om een ​​enkel elektron te verplaatsen door een elektrisch potentieel van één volt, of als de equivalente hoeveelheid energie die één foton van licht draagt. Eén biljoen elektronenvolt (TEV), of 1 x 10 ¹² eV, is nog steeds zo'n kleine energiewaarde in feite dat het als gelijkwaardig wordt beschouwd aan de hoeveelheid werkergie die een mier besteedt wanneer deze beweegt, en een standaard 100-watt gloeilamp verbrandt 2.200.000.000.000 keer meer energie dan een mier per uur, of 2,2 x 10 elektronenvolt.

Het gebruik van elektron voltwaarden is ook wijdverbreid op andere gebieden van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, waarbij het in bepaalde berekeningen waarden kan vertegenwoordigen voor temperatuur of elektromagnetische straling. Dit omvat astronomie, waar het wordt gebruikt om golflengten van licht te categoriseren. Dit komt omdat de elektronen volt een fundamentele meting van kinetische energie is die praktisch kan worden toegepast op onderzoek op moleculair niveau. Een waarde van 13,6 EV's is gelijk aan de energie die nodig is om een ​​waterstofatoom te ioniseren, wat het meest voorkomende element is dat in astronomisch onderzoek wordt aangetroffen. Een waarde van 4,2 eV is vereist om een ​​molecuul zout te verbreken in zijn samenstellende natrium- en chloride -elementen, waardoor elektronenvolt een handige meetterm maakt voor veel gemeenschappelijke chemische reacties.

Ondanks het wijdverbreide gebruik in onderzoek, wordt de elektronenvolt niet beschouwd als een standaard metrische eenheid, omdat de waarde ervan kan veranderen op basis vanexperimentele omstandigheden en vereisten. Het kan ook worden gebruikt om een ​​massa -eenheid in fysica -berekeningen weer te geven om energie -eenheden van energie in de speciale relativiteitsvergelijking van E = MC ² te balanceren. Dit maakt het mogelijk om de massa van subatomaire deeltjes zoals protonen te berekenen, waarbij één proton gelijk is aan 938.000.000 EV's gedeeld door de snelheid van het licht in het kwadraat, die tot expressie wordt gebracht als Giga -elektronenvolt in steno als 0,938 Gev/C ² .

Er is geen directe conversie naar elektronenvolt van standaard volt als een maat voor elektrische potentiaal. Hoewel de twee afgeleid lijken, zijn het metingen van verschillende dingen, met elektronenvolt als een maat voor kinetische energie op basis van de joule, en volt als een maat voor potentiaalverschil tussen twee geleidende punten. Elektronenvolt volgen echter wel de metrische conventie voor toename van de hoeveelheid, waarbij het voorvoegsel kilo 1.000 in KEV vertegenwoordigt; mega die een miljoen of mev vertegenwoordigt; Giga die één miljard vertegenwoordigt bij Gev; EnDus op.