Прејди на содржината

Електронволт

Од Википедија — слободната енциклопедија
(Пренасочено од Фемтоелектронволт)

Електронволт (симбол: eV или еВ) — единица за енергија во физиката. По дефиниција, ова е еднакво на количеството на кинетичка енергија со која ја се здобива еден неврзан електрон кога се забрзува преку електричен напон од еден волт. Така ова е 1 волт (1 џул по кулон) помножен со полнежот на електронот (1 e, или (1,60217653 ± (14))⋅10-19 C). Така еден електронволт е еднаков на (1,60217653 ± (14))⋅10-19 J.[1]

Електронволтот не е SI-единица и неговата вредност се добива по експериментален пат.[2] Ова е често употребувана единица за енергија во физиката, и наоѓа широка примена во физиката на тврдото тело, атомската и јадрената физика, како и честичната физика. Обично се користи со SI-претставките мили-, кило-, мега-, гига-, тера- или пета- (meV, keV, MeV, GeV, TeV и PeV).

Во хемијата, честопати е корисно да се има моларен еквивалент, т.е. кинетичката енергија што би ја добил еден мол електрони минувајќи низ потенцијална разлика од еден волт. Ова е еднакво на 96,48538 ± (2) kJ/mol. Во електроволти се изразуваат и атомските својства како енергијата на јонизација.

Како единица за енергија

[уреди | уреди извор]

Стапки на претворање:

За споредба:

Како единица за маса

[уреди | уреди извор]

Со еднаквоста на масата и енергијата, електронволтот е исто така и единица за маса. Таа често се среќава во честичната физика, каде масата и енергијата честопати се заменуваат, за употреба на eV/c2, каде c е брзината на светлината во вакуум (од E =mc2). Уште почесто се користи систем на природни единици и просто се употребува eV, со c зададено на 1 како единица за маса.

На пример, кога електрон и позитрон имаат маса од по 0,511 MeV/c2 секој, тие можат да се анихилираат (поништат) за да оддадат 1,022 MeV енергија. Протонот има маса од 0,938 GeV/c2, што значи дека гигаелектронволтот е многу згодна единица за маса во честичната физика.

1 GeV/c2 = 1.783×10−27 kg

Единицата за атомска маса, 1 грам поделен со Авогадровиот број ја дава приближно масата на водороден атом, што е главо масата на протонот. За претворање на мегаелектронволти се користи формулата:

1 еам = 931.46 MeV/c2 = 0.93146 GeV/c2
1 MeV/c2 = 1.074×10–3 еам

Однос со единиците за време и растојание

[уреди | уреди извор]

Во честичната физика нашироко се користи систем од единици каде брзината на светлината во вакуум изразена со c, и смалената Планкова константа изразена со ħ, се бездимензионални и еднакви на обединување: c = ħ = 1. Кај овие единици, растојанијата и времето се изразува преку обратни единици за енергија (истовремено енергијата и амсата се изразуваат со истите единици, видете Еднаквост на масата и енергијата). In particular, particle должините на распрснување честопати се претставуваат со единици за обратни маси на честичките.

Вон овој систем на единици, стапките на претворање помеѓу електроволтот, секундата, и нанометарот се следниве:[4]

ħ = (6,58211899 ± 10)⋅10-22 MeV s.

Горенаведените релации исто така ни овозможуваат да го изразиме средниот животен век τ на нестабилна честичка (во секунди) по пат на ширината на распад Γ (во eV) преку Γ = ħ/τ. На пример, B0 мезонот има среден животен век од 1,542(16) пикосекунди, или ширина на распад од (4,269 ± 44)⋅10-4 eV, и неговата средна должина на распад изнесува = 462 µm.

Како единица за температура

[уреди | уреди извор]

Во извесни полиња на физиката, како изучувањето на плазмата, електроволтот се употребува како најзгодна единица за температура. Претворањето во келвини (симбол: големо K) се определува со kB, наречено Болцманова константа:

На приемер, типичната плазма при соединување со магнетно врзување има топлина од 15 keV, или 170 мегакелвини.

Својства на фотоните

[уреди | уреди извор]
Енергијата на фотоните во рамките на видливиот спектар

Енергијата E, честотата ν, и брановата должина λ на еден фотон се поврзани со соодносот

каде h е Планковата константа и c е брзината на светлината. За побрза пресметка, ова се сведува на

Поток од фотони со бранова должина од 532 nm (зелено светло) би имал енергија од приближно 2.33 eV. Така, 1 eV соодветствува на поток инфрацрвени фотони со бранова должина од 1240 nm, итн.

1 eV = 8065.5447 cm−1

Поврзано

[уреди | уреди извор]
  1. P.J. Mohr, B.N. Taylor (2005). „Препорачани вредности од CODATA за фундаменталните физички константи: 2002“ (PDF). Reviews of Modern Physics. 77: 1–107. doi:10.1103/RevModPhys.77.1. Архивирано од изворникот (PDF) на 2007-03-06. Посетено на 2010-01-16. Подробно објаснение како се избрани и определени CODATA константите. (англиски)
  2. http://physics.nist.gov/cuu/Units/outside.html
  3. ЦЕРН - Толковник (англиски)
  4. C. Amsler и др. (2008). „Review of Particle Physics“ (PDF). Physics Letters B. 667: 1. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018.

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]