I fysikk, hva er elektronvolten?
En elektronvolt (eV) er en veldig liten energienhet som brukes innen feltfysiske undersøkelser som kjernefysikk og partikkelfysikk, delvis på grunn av det faktum at standardenergienheten, joule, er altfor stor til å ha klar betydning i slik forskning som en baseenhet. Standardverdien for en elektronvolt blir beregnet til å være 1,602 x 10 -19 joule, eller en brøkdel av 0,0000000000000000001602 av en joule. Verdien er avledet fra energien som er nødvendig for å bevege et enkelt elektron gjennom et elektrisk potensial på en volt, eller som den tilsvarende mengden energi som en foton av lys bærer. Én billion elektron volt (TeV), eller 1 x 10 12 eV, er fremdeles en så liten energiverdi at den anses å være lik den mengden arbeidsenergi som en maur bruker når den beveger seg, og en standard glødende 100 watt lyspære brenner 2.200.000.000.000 ganger mer energi enn en maur i timen, eller 2,2 x 10 24 elektronvolt.
Bruken av elektronspenningsverdier er også utbredt i andre felt av grunnleggende vitenskapelig forskning, der den i visse beregninger kan representere verdier for temperatur eller elektromagnetisk stråling. Dette inkluderer astronomi, der den brukes til å kategorisere lysets bølgelengder. Dette er fordi elektronspenningen er en grunnleggende måling av kinetisk energi som praktisk talt kan brukes til forskning på molekylært nivå. En verdi på 13,6 eV tilsvarer energien som kreves for å ionisere et atomatom, som er det vanligste elementet man møter i astronomisk forskning. En verdi på 4,2 eV er nødvendig for å bryte opp et molekyl med salt i dets bestanddeler natrium- og kloridelementer, noe som gjør elektronvolt til et praktisk målebegrep for mange vanlige kjemireaksjoner.
Til tross for den utbredte bruken i forskning, anses ikke elektronspenningen som en standard metrisk enhet, ettersom verdien kan endre seg basert på eksperimentelle forhold og krav. Det kan også brukes til å representere en masseenhet i fysikkberegninger for å balansere ut energienheter i den spesielle relativitetsligningen av E = MC 2 . Dette gjør det mulig å beregne massen av subatomære partikler som protoner, der ett proton tilsvarer 938 000 000 eVs dividert med hastigheten på lyset i kvadratet, som uttrykkes som Giga elektronvolt i stenografi som 0,938 GeV / c 2 .
Det er ingen direkte konvertering til elektron volt fra standard volt som et mål på elektrisk potensial. Mens de to virker deriverte, er de målinger av forskjellige ting, med elektron volt som et mål på kinetisk energi basert på joule, og volt som et mål på potensiell forskjell mellom to ledende punkter. Elektron volt følger imidlertid metrisk konvensjon for økning i mengde, med prefikset kilo som representerer 1000 i KeV; mega som representerer en million eller MeV; giga som representerer en milliard ved GeV; og så videre.