In dit artikel wordt uitgelegd wat een elektronvolt is. U vindt voorbeelden van grootheden uitgedrukt in elektronvolt, equivalenties met andere eenheden en bovendien een online calculator om eenheden om te rekenen.
Wat is een elektronvolt?
Een elektronvolt is een eenheid van energie. In het bijzonder is een elektronvolt de verandering in energie die een elektron verkrijgt bij beweging in een vacuüm als gevolg van een potentiaalverschil van 1 volt.
De waarde van één elektronvolt is 1,602176634·10 −19 joule (of joule). En het symbool voor elektronvolt is eV.
Hoewel in de natuurkunde, vooral in de kernfysica, de elektronvolt vrij vaak wordt gebruikt om energiewaarden uit te drukken, is de eenheid van het Internationale Systeem van Eenheden de joule. In alle gevallen wordt de elektronvolt door genoemd systeem geaccepteerd.
➤ U kunt de onderstaande online converter gebruiken om tussen verschillende energie-eenheden om te rekenen.
Voorbeelden van de orde van grootte van de elektronvolt
Gezien de definitie van elektronvolt in de natuurkunde, staan hieronder verschillende voorbeelden van grootheden uitgedrukt in elektronvolt, zodat u kunt begrijpen wat een elektronvolt is.
- Bij kamertemperatuur is de thermische energie van een molecuul ongeveer 0,04 eV.
- De energie die nodig is om een covalente binding tussen twee siliciumatomen te verbreken is 1,1 eV.
- De energie van een foton van zichtbaar licht ligt tussen 1,6 en 3,4 eV.
- Röntgenfotonen meten ongeveer 200.000 eV.
- In een kernreactor bedraagt de winbare energie doorgaans ongeveer 2.000.000 eV.
Uiteindelijk is de elektronvolt een zeer kleine energie-eenheid en daarom zeer nuttig voor het bestuderen van de energie van kleine deeltjes.
Electrovolt-equivalentietabel
De volgende tabel toont de gelijkwaardigheid tussen de elektronvolt en andere energie-eenheden:
| Eenheid | Symbool | Equivalentie met 1 eV |
|---|---|---|
| Juli (of Joule) | J. | 1,602176634 10 −19 J |
| Wattuur | Wat | 4,4505 10 −23 Wh |
| Calorie | limoen | 3,82673 10 -20 calorieën |
| Frigorie | fg | 3,82673 10 -23 fg |
| Erg | eV | 1,602176634 10 −12 erg |
| Britse Warmte-eenheid | BTU’s | 1,5186 10-22 BTU |
| Voet per pondkracht | ft-lb | 1.1817 10 -19 ftlb |
U kunt deze waarden gebruiken om eenheidsconversie uit te voeren, dat wil zeggen energie uitgedrukt in sommige eenheden omzetten in andere eenheden.
Aan de andere kant, omdat de elektronvolt een zeer kleine eenheid is, moet u er rekening mee houden dat er vaak veelvouden van de eenheid worden gebruikt. Hieronder vind je de relatie met de meest voorkomende voorvoegsels:
| Meerdere | Symbool | Waarde |
|---|---|---|
| kilo-elektronvolt | kV | 10 3 eV |
| Mega-elektronvolt | MeV | 10 6 eV |
| Giga-elektronvolt | GeV | 10 9 eV |
| Tera-elektronvolt | TeV | 10 12 eV |
| peta-elektronvolt | OOR | 10 15 eV |
| exa-elektronvolt | EeV | 10 18 eV |
Eenheidsconversiecalculator
U kunt de volgende omzetter gebruiken om de energiewaarde, uitgedrukt in bepaalde eenheden, om te rekenen naar andere eenheden. Voer eenvoudig de energiewaarde, conversie-eenheden en het gewenste aantal decimalen in.
U moet de punt als decimaal scheidingsteken gebruiken, bijvoorbeeld 12,95.
Constanten met elektronenvolt
De Commissie Informatie voor Wetenschap en Technologie (CODATA) heeft vastgesteld dat bepaalde fysische constanten kunnen worden uitgedrukt in termen van de eenheid elektronvolt, samen met andere eenheden. In de volgende tabel ziet u de belangrijkste:
| Constante | Waarde |
|---|---|
| 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 |
| nucleair magneton | µN =3,152451258844 10 -8 eV/T |
Geschiedenis van de elektronvolt
In dit laatste deel zullen we de oorsprong zien van het meten van de elektronvolt, aangezien het een relatief recente eenheid is.
De eerste keer dat de elektronvolteenheid werd gebruikt, was in 1912 door natuurkundigen Karel Taylor Compton en Owen Willans Richardson in hun publicatie The Photoelectric Effect in het wetenschappelijke tijdschrift Philosophical Magazine . In het document werd echter de term volt-equivalent gebruikt om naar een elektronvolt te verwijzen.
In de Verenigde Staten ging de kennis van de deeltjesfysica vooruit en begonnen we de Bevatron-eenheid (BeV) te gebruiken, die equivalent was aan 10 9 eV (de B kwam van de Engelse term miljard ). Maar in 1948 verwierp de Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Natuurkunde (IUPAP) het gebruik ervan en gebruikte in plaats daarvan de eenheid giga-elektrovolt (GeV), waarbij het voorvoegsel werd toegepast dat overeenkomt met dit veelvoud (giga is het voorvoegsel dat 10 9 betekent).
Momenteel is de elektronvolt de meest gebruikte eenheid in takken van de natuurkunde die verband houden met de studie van deeltjes, zoals de atoomfysica of de kernfysica. Het wordt ook gebruikt in onder meer de hoogenergetische astronomie en de vastestoffysica.