Cet article explique ce qu'est un électronvolt. Vous trouverez des exemples de grandeurs exprimées en électronvolts, les équivalences avec d'autres unités et, en complément, un calculateur en ligne pour faire une conversion d'unités.
Qu'est-ce qu'un électronvolt ?
Un électronvolt est une unité d’énergie. En particulier, un électronvolt est le changement d’énergie qu’un électron gagne lorsqu’il se déplace dans le vide grâce à une différence de potentiel de 1 volt.
La valeur d'un électronvolt est de 1,602176634·10 −19 joules (ou joules). Et le symbole de l’électronvolt est eV.
Bien qu'en physique, notamment en physique nucléaire, l'électronvolt soit utilisé assez fréquemment pour exprimer des valeurs d'énergie, l'unité du Système international d'unités est le joule. Dans tous les cas, l'électronvolt est accepté par ledit système.
➤ Vous pouvez utiliser le convertisseur en ligne ci-dessous pour convertir entre différentes unités d'énergie.
Exemples d'ordre de grandeur de l'électronvolt
Compte tenu de la définition de l'électron-volt en physique, vous trouverez ci-dessous plusieurs exemples de grandeurs exprimées en électron-volt afin que vous puissiez comprendre ce qu'est un électron-volt.
- À température ambiante, l'énergie thermique d'une molécule est d'environ 0,04 eV.
- L'énergie nécessaire pour rompre une liaison covalente entre deux atomes de silicium est de 1,1 eV.
- L'énergie d'un photon de lumière visible est comprise entre 1,6 et 3,4 eV.
- Les photons X mesurent environ 200 000 eV.
- Dans un réacteur nucléaire, l’énergie récupérable est généralement d’environ 2 000 000 eV.
En fin de compte, l’électronvolt est une très petite unité d’énergie et est donc très utile pour étudier l’énergie de minuscules particules.
Tableau d'équivalence électronvolt
Le tableau suivant montre les équivalences entre l'électronvolt et les autres unités d'énergie :
| Unité | Symbole | Equivalence à 1 eV |
|---|---|---|
| Juillet (ou Joule) | J. | 1,602176634·10 −19 J |
| Watt-heure | quoi | 4,4505·10 −23 Wh |
| Calorie | citron vert | 3.82673·10 -20 calories |
| Frigorie | fg | 3,82673·10 -23 fg |
| Erg | eV | 1,602176634 10 −12 erg |
| Unité thermique britannique | BTU | 1,5186·10 -22 BTU |
| Pied par livre-force | pi-lb | 1,1817·10 -19 pi·lb |
Vous pouvez utiliser ces valeurs pour effectuer une conversion d'unités, c'est-à-dire convertir l'énergie exprimée dans certaines unités en d'autres unités différentes.
D’un autre côté, comme l’électronvolt est une très petite unité, vous devez garder à l’esprit que des multiples de l’unité sont souvent utilisés. Ci-dessous vous avez la relation avec les préfixes les plus courants :
| Plusieurs | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| kiloélectronvolt | keV | 10 3 eV |
| Mégaélectronvolt | MeV | 10 6 eV |
| Gigaélectronvolt | GeV | 10 9 eV |
| Téraélectronvolt | TeV | 10 12 eV |
| pétaélectronvolt | PEV | 10 15 eV |
| exaélectronvolt | EeV | 10 18 eV |
Calculateur de conversion d'unités
Vous pouvez utiliser le convertisseur suivant pour convertir la valeur de l'énergie exprimée dans certaines unités vers d'autres unités différentes. Il vous suffit de saisir la valeur énergétique, les unités de conversion et le nombre de décimales souhaité.
Vous devez utiliser le point comme séparateur décimal, par exemple 12,95.
Constantes avec électrons-volts
Le Comité de l'information pour la science et la technologie (CODATA) a établi que certaines constantes physiques pouvaient être exprimées en termes d'unité d'électronvolt avec d'autres unités. Dans le tableau suivant, vous pouvez voir les plus importants :
| Constante | Valeur |
|---|---|
| constante de Planck | h = 4,135667696 10 -15 eV·s |
| Constante de Boltzmann | k = 8,617333262 10 -5 eVK |
| Constante de Rydberg | R ∞ = 13,605693122994 eV |
| Magnéton de Bohr | μB =5,7883818060 10 -5 eV/T |
| magnéton nucléaire | µN =3,152451258844 10 -8 eV/T |
Histoire de l'électron-volt
Dans cette dernière section nous verrons l'origine de la mesure de l'électronvolt, puisqu'il s'agit d'une unité relativement récente.
La première fois que l'unité électronvolt a été utilisée, c'était en 1912 par les physiciens Karel Taylor Compton et Owen Willans Richardson dans leur publication The Photoelectric Effect dans la revue scientifique Philosophical Magazine . Cependant, le document utilisait le terme volt équivalent pour désigner un électron-volt.
Aux États-Unis, les connaissances sur la physique des particules ont progressé et on a alors commencé à utiliser l'unité Bevatron (BeV), qui équivalait à 10 9 eV (le B venait du terme anglais milliard ). Mais en 1948, l'Union internationale de physique pure et appliquée (IUPAP) rejeta son utilisation et utilisa à la place l'unité du gigaélectrovolt (GeV), appliquant ainsi le préfixe correspondant à ce multiple (giga est le préfixe qui signifie 10 9 ).
Actuellement, l'électronvolt est l'unité la plus utilisée dans les branches de la physique liées à l'étude des particules, comme la physique atomique ou la physique nucléaire. Il est également utilisé dans le domaine de l’astronomie des hautes énergies et de la physique du solide, entre autres domaines scientifiques.