Електронвольт

Електро́н-во́льт (позначення: англ. — eV, укр. — еВ) — одиниця енергії. Енергію один електрон-вольт набуває один електрон, коли проходить через електростатичний бар'єр з потенціалом один вольт.

1 еВ = 1.602 176 565 (35)×10⁻¹⁹ Дж.

Електрон-вольт не входить до одиниць енергії, прийнятих у СІ, але є дуже зручною одиницею в атомній фізиці.

Використання електрон-вольтів для вимірювання маси

Ейнштейн довів, що енергія еквівалентна масі, що виражається формулою E=mc² (1 кг = 90 петаДж). Фізики часом використовують еВ/с² як одиницю маси, вважаючи, що конверсія між масою і енергією є тривіальною.

У ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок зручно виражати масу в електронвольтах та похідних одиницях — кілоелектронвольтах (кеВ), мегаелектронвольтах (МеВ) та гігаелектронвольтах (ГеВ). У фізиці високих енергій та космічного випромінювання також використовуються тераелектронвольти (ТеВ) та петаелектронвольти (ПеВ):

1 еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻³⁶ кг

1 кеВ/с² = 10³ еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻³³ кг

1 МеВ/с² = 10⁶ еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻³⁰ кг

1 ГеВ/с² = 10⁹ еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻²⁷ кг

1 ТеВ/с² = 10¹² еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻²⁴ кг

1 ПеВ/с² = 10¹⁵ еВ/с² = 1.78266184(4)×10⁻²¹ кг

У цьому разі, наприклад, при анігіляції електрона і позитрона з масами 511 кеВ кожний, утворюються два або три γ-кванта з сумарною енергією 2×511кеВ = 1.022 МеВ. Маси найбільш розповсюджених баріонів, протона та нейтрона, становлять 0.94 ГеВ. Для порівняння, типова молекула атмосфери має теплову енергію приблизно 0,03 еВ.

Деякі значення мас та енергій в електронвольтах

Енергія кванта електромагнітного випромінювання з частотою 1 ТГц	4,13 меВ
Теплова енергия поступального руху однієї молекули за комнатної температури	0,025 еВ
Енергія кванта оптичного випромінювання з довжиною хвилі 1240 нм	1,0 еВ
Енергія хімічного ковалентного зв'язку у молекулі кисню О2	5,9 еВ
Енергія іонизації атома водню	13,6 еВ
Енергія електрона у випромінювальній трубці телевізора	~20 кеВ
Енергії космичних променів	1 МеВ — 1× 1021 еВ
Найбільша зафіксована енергія космічного нейтрино	~2 ПеВ
Кінетична енергія кульки для настольного тенісу (2,7 г, 2 м/с)	34 ПеВ
Типова енергія ядерного розпаду
альфа-частинки	2-10 МеВ
бета-частинки та гамма-випромінювання	0-20 МеВ
Маси частинок
ν: нейтрино	0,2 - 2 еВ/c2
e—: електрон	0,510998910(13) МеВ/c2
μ—: мюон	105.6583715(35) МеВ/c2
p+: протон	938,272046(21) МеВ/c2
n: нейтрон	939,565378(21) МеВ/c2
H0: бозон Хіггса	125.03(27) ГеВ/c2
Планківська маса
$M_{P}={\sqrt {\frac {\hbar c}{G}}}=0.0217$ мг	≈ 1,2209× 1019 ГеВ

Зв'язок із іншими одиницями енергії

Щоб виразити у кельвінах енергію, задану в електрон-вольтах, потрібно помножити її на 11 605.

1 еВ приблизно дорівнює 8066 см^-1.

1 еВ = 96,4852912 кДж/моль.

1 еВ = 23,060538 ккал/моль.

Див. також

• Енергія
• Джоуль

Джерела

• Будіщев М. С. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник. — Львів: Афіша, 2001. — 424 с.