Hvordan er elektronvolt relateret til SI -energienhed?

Elektron Volt (EV) er en energienhed, der ofte bruges i atom- og nuklear fysik. Det er ikke en SI -enhed, men den er relateret til SI -energienheden, Joule (J), gennem en simpel konverteringsfaktor:

1 eV =1.602176634 × 10⁻¹⁹ J

Sådan er elektronvolt defineret og dens forhold til joule:

* Definition: En elektronvolt er mængden af ​​kinetisk energi opnået af en elektron, når den accelererer gennem en elektrisk potentialeforskel på en volt.

* afledning: Arbejdet udført på en opladning Q, der bevæger sig gennem en potentiel forskel V, gives af W =QV. For en elektron, q =-e, hvor e er den elementære ladning (1.602176634 × 10⁻¹⁹ c). Så 1 eV =(1.602176634 × 10⁻¹⁹ c) × (1 V) =1.602176634 × 10⁻¹⁹ J.

Hvorfor bruge elektronvolt?

Mens joule er SI -energienhed, er elektronvolt ofte mere praktisk i atom- og nuklear fysik, fordi:

* mindre størrelser: Energier involveret i atom- og nukleare processer er typisk meget små i størrelsesordenen et par elektronvolt. Brug af elektronvolt undgår at håndtere meget små tal som 10⁻¹⁹ J.

* direkte relation til potentiale: Det relaterer direkte energien fra ladede partikler til den spænding, de oplever, som er en almindelig parameter på disse felter.

Eksempel:

* Ioniseringsenergien i brint er ca. 13,6 eV, hvilket svarer til 2,18 × 10⁻¹⁸ J.

Sammenfattende er elektronvolt en praktisk energienhed for atom- og nuklear fysik. Det er direkte relateret til SI -energienhed, joule, med en simpel konverteringsfaktor.