Elektrónvolt
Elektrónvolt (značka eV) je fyzikálna jednotka energie. Jeden elektrónvolt je rovný kinetickej energii, ktorú získa jeden neviazaný elektrón pri prechode medzi dvomi bodmi s rozdielom elektrostatického potenciálu rovným jednému voltu, vo vákuu.
Jeden elektrónvolt je veľmi malé množstvo energie:
Elektrónvolt nie je jednotkou SI. Používa sa najmä vo fyzike tuhých látok, atómovej a jadrovej fyzike, často s predponami SI: m, k, M a G.
Použitie elektrónvoltu ako jednotka hmotnosti upraviť
Na základe známeho Einsteinovho vzťahu medzi (pokojovou) hmotnosťou a energiou E=mc² sa vo fyzike častíc často zamieňa energia s hmotnosťou, takže sa tam používa eV/c² alebo dokonca jednoducho len eV ako jednotka hmotnosti (samotný eV je prísne vzaté správne len ak sa používa prirodzená sústava jednotiek, kde c=1.)
Napríklad, elektrón a pozitrón, každý s hmotnosťou 0,511 MeV/c², môžu anihilovať pri vzniku energie 1,022 MeV. Protón (zo skupiny častíc zvaných baryóny) má hmotnosť 0,938 GeV, čím GeV sa stáva vhodnou jednotkou hmotnosti vo fyzike častíc.
- 1 eV/c² = 1,783×10−36 kg
- 1 keV/c² = 1,783×10−33 kg
- 1 MeV/c² = 1,783×10−30 kg
- 1 GeV/c² = 1,783×10−27 kg
V niektorých starších dokumentoch sa vyskytuje symbol „BeV“, skr. z „billion-electron-volt“; je to ekvivalent GeV.
Elektrónvolt a kinetická energia upraviť
Pre porovnanie:
- 3.2×10−11 joule alebo 200 MeV – priemerná celková energia uvoľnená pri jadrovom rozpade jedného atómu U-235
- 3.5×10−11 joule alebo 210 MeV – priemerná celková energia uvoľnená pri jadrovom rozpade jedného atómu Pu-239
- väzbová energia atómov v molekulách sú v ráde jednotiek elektrónvoltov na molekulu
- typická atmosférická molekula má kinetickú energiu 0,03 eV pri izbovej teplote.
- rýchlosť elektrónu s kinetickou energiou 1 eV je približne 593 km/s [1]
- rýchlosť protónu s kinetickou energiou 1 eV je približne 13,8 km/s
Elektrónvolt a teplota upraviť
V niektorých vedných odboroch, napr. v plazmovej fyzike, sa dá výhodne použiť elektrónvolt ako jednotka teploty. Prevod medzi energiou a teplotou je definovaný pomocou Boltzmannovej konštanty k:
Napríklad, typická teplota plazmy pri fúzii v magnetickom poli je 15 keV, čo zodpovedá 174 megakelvinom.