▷ الإلكترون فولت: التعريف، المعادلات، الأصل،...

تشرح هذه المقالة ما هو الإلكترون فولت. ستجد أمثلة على الكميات المعبر عنها بالإلكترون فولت، والمعادلات مع الوحدات الأخرى، بالإضافة إلى آلة حاسبة عبر الإنترنت لتحويل الوحدات.

ما هو الإلكترون فولت؟

الإلكترون فولت هو وحدة الطاقة. على وجه الخصوص، الإلكترون فولت هو التغير في الطاقة التي يكتسبها الإلكترون عندما يتحرك في الفراغ بسبب فرق جهد قدره 1 فولت.

قيمة الإلكترون فولت الواحد هي 1.602176634·10 ⁻¹⁹ جول (أو جول). ورمز الإلكترون فولت هو eV.

$1 \ eV = 1,602176634\cdot 10^{-19} \ J$

على الرغم من أنه في الفيزياء، وخاصة في الفيزياء النووية، يتم استخدام الإلكترون فولت بشكل متكرر للتعبير عن قيم الطاقة، إلا أن وحدة النظام الدولي للوحدات هي الجول. وفي جميع الأحوال يتم قبول الإلكترون فولت بواسطة النظام المذكور.

➤ يمكنك استخدام المحول عبر الإنترنت أدناه للتحويل بين وحدات الطاقة المختلفة.

أمثلة على ترتيب حجم الإلكترون فولت

بالنظر إلى تعريف الإلكترون فولت في الفيزياء، فيما يلي عدة أمثلة للكميات المعبر عنها بالإلكترون فولت حتى تتمكن من فهم ما هو الإلكترون فولت.

في درجة حرارة الغرفة، تبلغ الطاقة الحرارية للجزيء حوالي 0.04 فولت.
الطاقة اللازمة لكسر الرابطة التساهمية بين ذرتين من ذرات السيليكون هي 1.1 فولت.
تتراوح طاقة فوتون الضوء المرئي بين 1.6 و3.4 فولت.
تقيس فوتونات الأشعة السينية حوالي 200000 فولت.
في المفاعل النووي، تبلغ الطاقة القابلة للاسترداد عمومًا حوالي 2,000,000 فولت.

في النهاية، الإلكترون فولت هو وحدة صغيرة جدًا من الطاقة، وبالتالي فهو مفيد جدًا لدراسة طاقة الجزيئات الصغيرة.

جدول تكافؤ الكهرباء

ويوضح الجدول التالي معادلات الإلكترون فولت ووحدات الطاقة الأخرى:

وحدة	رمز	ما يعادل 1 فولت
يوليو (أو جول)	ج.	1.602176634 10 ⁻¹⁹ ج
ساعة وات	ماذا	4.4505 10 ⁻²³ واط ساعة
السعرات الحرارية	جير	3.82673 10 ^-20 سعرة حرارية
فريجوري	fg	3.82673 10 ^-23 ف
إيرج	فولت	1.602176634 10 ⁻¹² إرج
الوحدة الحرارية البريطانية	وحدات حرارية بريطانية	1.5186 10 ^-22 وحدة حرارية بريطانية
قدم لكل رطل قوة	قدم رطل	1.1817 10 ^-19 قدم رطل

يمكنك استخدام هذه القيم لإجراء تحويل الوحدات، أي تحويل الطاقة المعبر عنها في بعض الوحدات إلى وحدات أخرى مختلفة.

من ناحية أخرى، نظرًا لأن الإلكترون فولت وحدة صغيرة جدًا، يجب أن تضع في اعتبارك أنه غالبًا ما يتم استخدام مضاعفات الوحدة. أدناه لديك العلاقة مع البادئات الأكثر شيوعا:

عديد	رمز	قيمة
كيلو إلكترون فولت	كيلو فولت	10 ³ فولت
ميغا إلكترون فولت	MeV	10 ⁶ فولت
جيجا إلكترون فولت	جيف	10 ⁹ فولت
تيرا إلكترون فولت	تيرا إلكترون فولت	10 ¹² فولت
بيتا إلكترون فولت	أذن	10 ¹⁵ فولت
com.exaelectronvolt	إيف	10 ¹⁸ فولت

حاسبة تحويل الوحدات

يمكنك استخدام المحول التالي لتحويل قيمة الطاقة المعبر عنها في بعض الوحدات إلى وحدات أخرى مختلفة. ما عليك سوى إدخال قيمة الطاقة ووحدات التحويل والعدد المطلوب من المنازل العشرية.

يجب عليك استخدام الفترة كفاصل عشري، على سبيل المثال 12.95.

➜

الثوابت مع فولت الإلكترون

قررت لجنة المعلومات للعلوم والتكنولوجيا (CODATA) أنه يمكن التعبير عن بعض الثوابت الفيزيائية بوحدة الإلكترون فولت إلى جانب وحدات أخرى. وفي الجدول التالي يمكنك الاطلاع على أهمها:

ثابت	قيمة
كونستانت بلانك	ح = 4.135667696 10 ^-15 فولت ثانية
كونستانت بولتزمان	ك = 8.617333262 10 ^-5 إي في كيه
كونستانت ريدبيرج	ص _∞ = 13.605693122994 فولت
بور مغناطيسي	_{ميكروبي} = 5.7883818060 10 ^-5 فولت/ت
المغنطون النووي	_μN = 3.152451258844 10 ^-8 فولت/T

تاريخ الإلكترون فولت

في هذا القسم الأخير سنرى أصل قياس الإلكترون فولت، حيث أنها وحدة حديثة نسبيًا.

المرة الأولى التي تم فيها استخدام وحدة الإلكترون فولت كانت في عام 1912 من قبل الفيزيائيين كاريل تايلور كومبتون وأوين ويلانز ريتشاردسون في منشورهم التأثير الكهروضوئي في المجلة العلمية المجلة الفلسفية . ومع ذلك، استخدمت الوثيقة مصطلح مكافئ فولت للإشارة إلى إلكترون فولت.

في الولايات المتحدة، تطورت المعرفة بفيزياء الجسيمات وبدأنا في استخدام وحدة بيفاترون (BeV)، والتي كانت تعادل 10 ⁹ إلكترون فولت (جاء B من المصطلح الإنجليزي مليار ). لكن في عام 1948، رفض الاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية (IUPAP) استخدامه واستخدم بدلاً من ذلك وحدة جيجا الكتروفولت (GeV)، وبالتالي طبق البادئة المقابلة لهذا المضاعف (جيجا هي البادئة التي تعني 10 ⁹ ).

حاليًا، يعد الإلكترون فولت الوحدة الأكثر استخدامًا في فروع الفيزياء المتعلقة بدراسة الجسيمات، مثل الفيزياء الذرية أو الفيزياء النووية. كما أنها تستخدم في علم الفلك عالي الطاقة وفيزياء الحالة الصلبة، من بين المجالات العلمية الأخرى.