In diesem Artikel wird erklärt, was ein Elektronvolt ist. Sie finden Beispiele für in Elektronenvolt ausgedrückte Größen, Äquivalenzen mit anderen Einheiten und darüber hinaus einen Online-Rechner zur Umrechnung von Einheiten.
Was ist ein Elektronenvolt?
Ein Elektronvolt ist eine Energieeinheit. Ein Elektronvolt ist insbesondere die Energieänderung, die ein Elektron bei der Bewegung im Vakuum aufgrund einer Potentialdifferenz von 1 Volt gewinnt.
Der Wert eines Elektronvolts beträgt 1,602176634·10 −19 Joule (oder Joule). Und das Symbol für Elektronvolt ist eV.
Obwohl in der Physik, insbesondere in der Kernphysik, das Elektronvolt häufig zur Angabe von Energiewerten verwendet wird, ist die Einheit des Internationalen Einheitensystems das Joule. In allen Fällen wird das Elektronvolt von diesem System akzeptiert.
➤ Mit dem untenstehenden Online-Umrechner können Sie zwischen verschiedenen Energieeinheiten umrechnen.
Beispiele für die Größenordnung des Elektronvolts
In Anbetracht der Definition von Elektronenvolt in der Physik finden Sie im Folgenden einige Beispiele für Größen, die in Elektronenvolt ausgedrückt werden, damit Sie verstehen, was ein Elektronenvolt ist.
- Bei Raumtemperatur beträgt die thermische Energie eines Moleküls etwa 0,04 eV.
- Die zum Aufbrechen einer kovalenten Bindung zwischen zwei Siliziumatomen erforderliche Energie beträgt 1,1 eV.
- Die Energie eines Photons sichtbaren Lichts liegt zwischen 1,6 und 3,4 eV.
- Röntgenphotonen messen etwa 200.000 eV.
- In einem Kernreaktor liegt die rückgewinnbare Energie im Allgemeinen bei etwa 2.000.000 eV.
Letztendlich ist das Elektronvolt eine sehr kleine Energieeinheit und eignet sich daher sehr gut für die Untersuchung der Energie winziger Teilchen.
Elektrovolt-Äquivalenztabelle
Die folgende Tabelle zeigt die Äquivalenzen zwischen dem Elektronenvolt und anderen Energieeinheiten:
| Einheit | Symbol | Äquivalenz zu 1 eV |
|---|---|---|
| Juli (oder Joule) | J. | 1.602176634 10 −19 J |
| Wattstunde | Was | 4.4505 10 −23 Wh |
| Kalorie | Kalk | 3,82673 10 -20 Kalorien |
| Frigorie | fg | 3,82673 10 -23 fg |
| Erg | e.V | 1.602176634 10 −12 erg |
| Britische thermische Einheit | BTUs | 1,5186 10 -22 BTU |
| Fuß pro Pfund-Kraft | ft-lb | 1.1817 10 -19 ft lb |
Sie können diese Werte verwenden, um eine Einheitenumrechnung durchzuführen, d. h. die in einigen Einheiten ausgedrückte Energie in andere Einheiten umzuwandeln.
Da das Elektronenvolt jedoch eine sehr kleine Einheit ist, sollten Sie bedenken, dass häufig Vielfache dieser Einheit verwendet werden. Nachfolgend finden Sie die Beziehung zu den häufigsten Präfixen:
| Mehrere | Symbol | Wert |
|---|---|---|
| Kiloelektronenvolt | keV | 10 3 eV |
| Megaelektronenvolt | MeV | 10 6 eV |
| Gigaelektronenvolt | GeV | 10 9 eV |
| Teraelektronenvolt | TeV | 10 12 eV |
| Petaelektronenvolt | OHR | 10 15 eV |
| Exaelektronenvolt | EeV | 10 18 eV |
Einheitenumrechnungsrechner
Mit dem folgenden Konverter können Sie den in einigen Einheiten ausgedrückten Energiewert in andere Einheiten umrechnen. Geben Sie einfach den Energiewert, die Umrechnungseinheiten und die gewünschte Anzahl an Dezimalstellen ein.
Sie müssen den Punkt als Dezimaltrennzeichen verwenden, zum Beispiel 12,95.
Konstanten mit Elektronenvolt
Der Ausschuss für Information für Wissenschaft und Technologie (CODATA) stellte fest, dass bestimmte physikalische Konstanten zusammen mit anderen Einheiten in der Einheit Elektronvolt ausgedrückt werden können. In der folgenden Tabelle sehen Sie die wichtigsten:
| Konstante | Wert |
|---|---|
| Constant Planck | h = 4,135667696 · 10 -15 eV s |
| Constant Boltzmann | k = 8,617333262 · 10 -5 eVK |
| Constant Rydberg | R ∞ = 13,605693122994 eV |
| Bohr-Magneton | μB =5,7883818060 10 –5 eV/T |
| Kernmagneton | µN =3,152451258844 · 10 -8 eV/T |
Geschichte des Elektronenvolts
In diesem letzten Abschnitt werden wir den Ursprung der Messung des Elektronenvolts sehen, da es sich um eine relativ neue Einheit handelt.
Die Elektronenvolt-Einheit wurde erstmals 1912 von den Physikern Karel Taylor Compton und Owen Willans Richardson in ihrer Veröffentlichung The Photoelectric Effect in der Fachzeitschrift Philosophical Magazine verwendet. In dem Dokument wurde jedoch der Begriff „Voltäquivalent“ verwendet, um ein Elektronenvolt zu bezeichnen.
In den Vereinigten Staaten schritten die Kenntnisse der Teilchenphysik voran und wir begannen, die Bevatron-Einheit (BeV) zu verwenden, die 10 9 eV entsprach (das B kam vom englischen Begriff Billion ). Doch 1948 lehnte die Internationale Union für reine und angewandte Physik (IUPAP) ihre Verwendung ab und verwendete stattdessen die Einheit Gigaelektrovolt (GeV) und verwendete daher das diesem Vielfachen entsprechende Präfix (Giga ist das Präfix, das 10 9 bedeutet).
Derzeit ist das Elektronvolt die am häufigsten verwendete Einheit in Bereichen der Physik, die sich mit der Untersuchung von Teilchen befassen, wie etwa der Atomphysik oder der Kernphysik. Es wird unter anderem auch in der Hochenergieastronomie und Festkörperphysik eingesetzt.