A fizikában és a kémia területén az elektronvolt vagy az elektronfeszültség (többes számú elektronvolt vagy elektronvolt) ( eV szimbólum ) az energia mértékegysége .
Az érték a elektronvolt definiáljuk kinetikus energia által szerzett egy elektron gyorsult többitől egy potenciális különbség az egyik voltos : 1 eV = (1 e ) × (1 V ), ahol e jelöli értéke abszolút az elektromos töltés a az elektron (vagy elemi töltés ). Az elektronvolt egyenlő:
1 eV = 1.602 176 634 × 10 -19 J .A Nemzetközi Egységrendszeren (SI) kívül eső egység , de használatát elfogadják vele . Értékét kísérletileg kapjuk meg.
vagy:
h = 6,626 070 15 × 10 -34 J s jelentése Planck-állandó ; α = 7,297 352 566 4 (17) × 10-3 ( dimenzió nélküli ) a finom szerkezeti állandó ; μ 0 = 4π × 10 -7 H / m a mágneses permeabilitás a vákuum ; c = 2.997 924 58 × 10 8 m / s a fény sebessége vákuumban; J a joule szimbóluma ; A coulomb szimbóluma .Az elektronvoltot különösen a részecskefizikában használják a részecskegyorsítókban és a termonukleáris fúzióban tapasztalt energiaszintek kifejlesztésére , a félvezető fizikában az ezek hiányának kifejezésére vagy a plazmafizikában:
Szokásos rész- és többszörös :
Néhány viszonylag régi dokumentumban megtalálható a „BeV” jelölés milliárd elektronvoltra ( „milliárd elektronvolt” ): A BeV egyenértékű a GeV-vel (gigaelektronvolt).
A kémiában, néhány konkrét energiát mérések, különösen a elektrokémiai potenciál , a kitermelés potenciálja az elemek, a ionizációs energiája gáznemű atomok vagy más molekulák atomistics , a hőenergia a molekulák, igen gyakran kifejezve. A eV .
1 eV = 96,485 kJ / mol vagy 23,06 kcal / molA különleges relativitáselmélet E = mc 2 relációjából következtethetünk:
Például, a tömeg a elektron van 511 keV / c 2 , hogy a proton a 938 MeV / c 2 és hogy a neutron van 940 MeV / c 2 .
A részecskefizikusok által gyakran használt természetes egységek rendszerében , amelyben c = 1 értéket állítunk be, elhagyjuk a "/ c 2 " írását .
A korábbi érvelést követve az elektronvoltot is lendületegységként használhatjuk , eV / c-ben . Itt ismét a rendszer természetes egység lehetővé teszi, hogy megírom ezt a lendületet közvetlenül eV , általában akár GeV vagy TeV .
Bizonyos területeken, például a plazmafizikában , célszerű lehet az elektronvoltot hőmérsékleti egységként használni. Az átalakítás elvégzéséhez a Boltzmann k B állandót használjuk .
Például, egy tipikus plazma hőmérsékletét egy mágneses térben fúziós van 15 keV , vagy 174 MK ( megakelvins ). A környezeti hőmérséklet (~ 20 ° C ) megfelel az elektronvolt 1/40 ( 0,025 eV ) értékének .
Az is előfordul, hogy nagyon rövid időtartamot mérünk elektronvoltokban. Valójában Heisenberg viszonya szerint az időt az energiához tudjuk igazítani , és amikor ez az idő nagyon kicsi (kevesebb, mint az attoszekundum , vagy 10 -18 s ), akkor a mérés kevésbé szignifikáns a megfigyelő szemében, másodpercben, mint eV-ben. Az átalakítást:
Ilyen időtartamok főleg az egzotikus magok felezési idejénél fordulnak elő . Például 8 C felezési ideje 230 keV , vagyis 1,43 × 10 −21 s .
A kényelem érdekében gyakran több egységet tartalmazó számításoknál elhagyják a 2. tényezőt. Így az átalakítás ħ / eV = 6,582 119 × 10 −16 s lesz
Az is előfordul, hogy a fotonok energiáját elektronvoltokban mérik.
az:de h Planck állandója egyenlő:
és c a fénysebesség 299 792 458 m s −1 .
Tehát egy 1 eV foton hullámhossza 1,239 841 875 µm . A gyakorlatban 1 keV fotonra 1,24 nm hullámhosszt számolunk .
Több egységet magában foglaló számításoknál jobb, ha a ħ helyett h- t használunk . A fénysebesség kiszámításának képlete távolság marad egy idővel elosztva (ezért 2 π tényezővel történő beállítás nélkül).