Questo articolo spiega cos’è un elettronvolt. Troverai esempi di quantità espresse in elettronvolt, equivalenze con altre unità e, inoltre, un calcolatore online per convertire le unità.
Cos’è un elettronvolt?
Un elettronvolt è un’unità di energia. In particolare, un elettronvolt è la variazione di energia che un elettrone acquista quando si muove nel vuoto a causa di una differenza di potenziale di 1 volt.
Il valore di un elettronvolt è 1,602176634·10 −19 joule (o joule). E il simbolo dell’elettronvolt è eV.
Sebbene in fisica, in particolare in quella nucleare, l’elettronvolt venga utilizzato abbastanza frequentemente per esprimere valori di energia, l’unità del Sistema Internazionale di Unità è il joule. In tutti i casi l’elettronvolt viene accettato da detto sistema.
➤ È possibile utilizzare il convertitore online riportato di seguito per convertire tra diverse unità di energia.
Esempi dell’ordine di grandezza dell’elettronvolt
Considerando la definizione di elettronvolt in fisica, di seguito sono riportati alcuni esempi di quantità espresse in elettronvolt in modo che tu possa capire cos’è un elettronvolt.
- A temperatura ambiente, l’energia termica di una molecola è di circa 0,04 eV.
- L’energia richiesta per rompere un legame covalente tra due atomi di silicio è 1,1 eV.
- L’energia di un fotone di luce visibile è compresa tra 1,6 e 3,4 eV.
- I fotoni dei raggi X misurano circa 200.000 eV.
- In un reattore nucleare l’energia recuperabile è generalmente intorno ai 2.000.000 di eV.
In definitiva, l’elettronvolt è un’unità di energia molto piccola ed è quindi molto utile per studiare l’energia di minuscole particelle.
Tabella di equivalenza dell’elettrovolt
La tabella seguente mostra le equivalenze tra l’elettronvolt e le altre unità di energia:
| Unità | Simbolo | Equivalenza a 1 eV |
|---|---|---|
| Luglio (o Joule) | J. | 1.602176634 10 −19J |
| Wattora | Che cosa | 4.4505 10 −23Wh |
| Caloria | lime | 3.82673 10 -20 calorie |
| Frigorie | fig | 3.82673 10 -23 fig |
| Erg | eV | 1.602176634 10 −12 erg |
| Unità termale britannica | BTU | 1,5186 10-22 BTU |
| Piede per libbra-forza | piedi-libbre | 1.1817 10 -19 piedi-libbre |
Puoi utilizzare questi valori per effettuare la conversione di unità, ovvero convertire l’energia espressa in alcune unità in altre unità diverse.
D’altra parte, poiché l’elettronvolt è un’unità molto piccola, dovresti tenere presente che spesso vengono utilizzati i multipli dell’unità. Di seguito hai la relazione con i prefissi più comuni:
| Parecchi | Simbolo | Valore |
|---|---|---|
| kiloelettronvolt | keV | 103 eV |
| Megaelettronvolt | MeV | 106 eV |
| Gigaelettronvolt | GeV | 109 eV |
| Teraelettronvolt | TeV | 10 12 eV |
| petaelettronvolt | ORECCHIO | 10 15 eV |
| exelettronvolt | EeV | 10 18 eV |
Calcolatore di conversione delle unità
È possibile utilizzare il seguente convertitore per convertire il valore energetico espresso in alcune unità in altre unità diverse. Basta inserire il valore energetico, le unità di conversione e il numero di cifre decimali desiderato.
È necessario utilizzare il punto come separatore decimale, ad esempio 12,95.
Costanti con elettronvolt
Il Comitato per l’informazione per la scienza e la tecnologia (CODATA) ha stabilito che alcune costanti fisiche potrebbero essere espresse in termini di unità di elettronvolt insieme ad altre unità. Nella tabella seguente puoi vedere quelli più importanti:
| Costante | Valore |
|---|---|
| Costante Planck | h = 4,135667696 10 -15 eV·s |
| Costante Boltzmann | k = 8,617333262 10 -5 eVK |
| Costante Rydberg | R∞ = 13,605693122994 eV |
| Magnetone di Bohr | µB =5,7883818060 10 -5 eV/T |
| magnetone nucleare | µN =3,152451258844 10 -8 eV/T |
Storia dell’elettronvolt
In quest’ultima sezione vedremo l’origine della misura dell’elettronvolt, poiché si tratta di un’unità relativamente recente.
La prima volta che l’unità elettronvolt fu utilizzata fu nel 1912 dai fisici Karel Taylor Compton e Owen Willans Richardson nella loro pubblicazione The Photoelectric Effect sulla rivista scientifica Philosophical Magazine . Tuttavia, il documento utilizzava il termine volt equivalente per riferirsi a un elettronvolt.
Negli Stati Uniti le conoscenze sulla fisica delle particelle progredirono e si cominciò ad utilizzare l’unità Bevatron (BeV), che equivaleva a 10 9 eV (la B deriva dal termine inglese miliardo ). Ma nel 1948, l’Unione Internazionale di Fisica Pura e Applicata (IUPAP) ne rifiutò l’uso e utilizzò invece l’unità gigaelettrovolt (GeV), applicando così il prefisso corrispondente a questo multiplo (giga è il prefisso che significa 10 9 ).
Attualmente, l’elettronvolt è l’unità più utilizzata nei rami della fisica legati allo studio delle particelle, come la fisica atomica o la fisica nucleare. Viene utilizzato anche nell’astronomia delle alte energie e nella fisica dello stato solido, tra gli altri campi scientifici.