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:

1 eV = 1,602 176 53 (14)Šablóna:E J. (Zdroj: Odporúčané hodnoty CODATA 2002)

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

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 = 1,783Šablóna:E kg

1 keV/c² = 1,783Šablóna:E kg

1 MeV/c² = 1,783Šablóna:E kg

1 GeV/c² = 1,783Šablóna:E kg

V niektorých starších dokumentoch sa vyskytuje symbol „BeV“, skr. z „billion-electron-volt“; je to ekvivalent GeV.

Elektrónvolt a kinetická energia

Pre porovnanie:

• 3.2Šablóna:E joule alebo 200 MeV – priemerná celková energia uvoľnená pri jadrovom rozpade jedného atómu U-235
• 3.5Šablóna:E 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
• rýchlosť protónu s kinetickou energiou 1 eV je približne 13,8 km/s

Elektrónvolt a teplota

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:

$\frac{1\text{ eV}}{k}=\frac{1.6022\times 10^{-19}\text{J}}{1.380650\times 10^{-23}\text{J/K}}=11605\text{ K}$

Napríklad, typická teplota plazmy pri fúzii v magnetickom poli je 15 keV, čo zodpovedá 174 megakelvinom.

Externé odkazy

• definícia elektrónvoltu podľa BIPM
• Prevodná kalkulačka pre jednotky energie
• fyzikálne konštanty
• prevodník metrických jednotiek Šablóna:Webarchive