Електрон волта

мерна единица

стандартен	Одобрено за използване с SI, Директива 80/181/ЕИО
Име на единица	Електрон волта
Символ за единица	$ \ mathrm $
Описани размери	Енергия, маса, термодинамична температура
Символ (и) за размер	$ E, \, Q, \, m, \, T $
Име на измерение	енергия
Символ за измерение	$ E $
В единици SI	1.602 176 565 (35) 10 −19 kg m 2 s −2 [1]
Кръстен на	Електрон, Алесандро Волта
Получен от	естествена базова единица

The Електрон волта, също Електрон волт, е единица енергия, която често се използва в атомната, ядрената и частичната физика. Символът на вашата единица е eV.

Електрон волт е количеството енергия, с което кинетичната енергия на електрона се увеличава, когато преминава през ускоряващо напрежение от 1 волт. Стойността му според препоръката на CODATA е: [1]

(т.е. със стандартно отклонение 3,5 · 10 −27 J).

обозначаване

Единицата е наименована в специалиста по немски език и в литературата за преподаване предимно под формата "електрон волт", т.е. със сричка "en" между "електрон" и "волт". От друга страна, тя вижда Прилагане на наредба към закона за мерните единици в метрологията и определяне на времето от 13 декември 1985 г. формата „електронен волт“. [2]

Стандартът DIN 1301-1 „Единици - имена на единици, символи на единици“ от октомври 2010 г. препоръчва формата „електронен волт“ [3] Използва се "електронен волт". [4]

Докато електронният волт е единица енергия, волтът е единица за електрическо напрежение.

използване

Електронният волт се използва като „удобна“ единица в атомната физика и свързаните с нея области като експерименталната физика на елементарните частици, вижте също естествените единици: както масата на елементарните частици, така и енергията, към която те се привеждат в ускорителите на частиците, са дадени в електрон волта. Преобразуването в маса се извършва с помощта на добре познатото уравнение от специалната теория на относителността

$ \ displaystyle E = m c ^ 2 $,

където $ E $ означава енергия, $ m $ за маса и $ c $ за скорост на светлината. Според това 1 eV/c² съответства на приблизително 1,783 · 10 −36 kg.

Удобно, защото енергията на частица, която се ускорява в електрическо поле, може да бъде изчислена с $ E = U \ cdot Q $ и е независима от други влияния. Посоката на движение, дължината на пътя или точният ход на силата на полето нямат значение. Много частици просто носят елементарния заряд. Вместо да използвате елементарния заряд и да посочите енергията в джаули, можете да зададете кинетичната енергия, получена от електростатично ускорение, директно в единицата eV.

Общите десетични кратни на електронния волт са:

meV (Милиелектрон волта). Пример: свободна частица има топлинна енергия от почти 40 meV при стайна температура
keV (Килоелектрон волт). Пример: рентгенов фотон има около 1-250 keV
MeV (Мегаелектрон волт). Пример: енергията на покой на електрона е около 0,511 MeV
GeV (Гигаелектрон волт). Пример: енергията на покой на протон е около 0,94 GeV
TeV (Тераелектронни волта). Пример: Протоните в LHC имат максимална кинетична енергия от 4 TeV [5]

Кинетичната енергия на бързо движещи се по-тежки атомни ядра (Тежки йони) често се дава на нуклон в. След това единицата се записва AGeV, където A означава масовото число. Прилага се следното: Всяко ядро с 1 AGeV има еднаква скорост. По същия начин има ATeV и AMeV, в зависимост от енергийната скала.

Като сравнение: Продуктите на делене при ядрено делене на уран имат кинетична енергия около 167 MeV. Типична молекула в атмосферата има кинетична енергия (топлинна енергия) от около 0,03 eV. Фотоните на видимата светлина (червена) имат енергия от около 2 eV. LHC в CERN планира да сблъска протони с енергия от 14 TeV и оловни ядра с 1146 TeV. Енергията на едно ядро с приблизително 2 µJ или 180 µJ е все още много ниска (хранителната стойност на блокче шоколад с 2200 kJ съответства на 1,1 трилиона или 12 милиарда пъти). Ако обаче вземете предвид големия брой частици (1,15 × 10 11 протона на импулс, има до 2808 импулса в пръстена на LHC [6]), един импулс от 258 kJ се доближава до блокчето шоколад. Общата енергия на протоните в пръстена далеч надвишава тази, при 724 MJ.

Електронволта на мол

В химията енергията на частица често не се дава, а на мол (с единица J/mol), която се получава чрез умножаване на енергията на отделната частица по константата на Авогадро $ N_ \ mathrm $, например: