Электрон-вольт, единица энергии
Электронвольт (электрон-вольт, электроновольт) — единица измерения электрической энергии, используемая в атомной и молекулярной физике.
Как мы увидим, джоуль оказывается слишком крупной единицей для измерения энергии электронов, атомов, молекул как в атомной и ядерной физике, так и в химии и молекулярной биологии. Здесь удобнее пользоваться единицей электрон-вольт (эВ). Один электрон-вольт равен энергии, которую приобретает электрон, проходя разность потенциалов 1 В (вольт). Заряд электрона равен 1,6*10 -19 Кл, и, поскольку изменение потенциальной энергии равно qV,
1 эВ = (1,6*10 -19 Кл)(1,0 В) =1,6*10 -19 Дж.
Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1000 В, теряет потенциальную энергию 1000 эВ и приобретает кинетическую энергию 1000 эВ (или 1 кэВ). Если той же разностью потенциалов ускорить частицу с вдвое большим зарядом (2е = 3,2*10 -19 Кл), ее энергия изменится на 2000 эВ.
Электрон-вольт — удобная единица для измерения энергии молекул и элементарных частиц, но он не принадлежит к системе СИ. Поэтому при расчетах следует переводить электрон-вольты в джоули, пользуясь приведенным выше коэффициентом.
Электрический потенциал уединенного точечного заряда
Электрический потенциал на расстоянии r от уединенного точечного заряда Q можно получить непосредственно из формулы (24.4).
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ, внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой частицей, несущей один элементарный заряд (заряд электрона) при перемещении в ускоряющем электрич. поле между двумя точками с разностью потенциалов 1 в. Обозначения: рус. — эв, междунар.- eV.
1 эв = 1,60219- 10 -19 дж. Применяются кратные единицы килоэлектронвольт (кэв, keV), равный 10 3 эв, мегаэлектронвольт (Мэв, MeV), равный 10 6 эв. Часто в эв выражают массу элементарных частиц, что основано на уравнении Эйнштейна Е = mс 2 , связывающем массу частицы m с её полной энергией Е; с — скорость света. Энергия, соответствующая одной атомной единице массы, равна (931,5016+0,0026) Мэв.
Смотреть что такое ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ в других словарях:
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
внесистемная единица энергии, равная энергии, приобретаемой частицей, несущей один элементарный заряд (заряд электрона) при перемещении в ускор. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электрон-вольт сущ., кол-во синонимов: 1 • электроновольт (1) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. .
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
(эВ, eV), внесистемная ед. энергии, применяется для измерения энергии микрочастиц, имеющих электрич. заряд. 1 эВ=1,60201Х10-19 Дж=1,60201•10-12. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электро́н-вольт внесистемная единица энергии в атомной и ядерной физике, равная энергии, которую приобретает влектроя при прохождении ускоряющей разно. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
1) Орфографическая запись слова: электронвольт2) Ударение в слове: электронв`ольт3) Деление слова на слоги (перенос слова): электронвольт4) Фонетическа. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначение эВ. 1 эВ = 1,602*10-19Дж=1,602-10-12 эрг. Кратные един. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
допускаемая к применению в физике наравне с единицами СИ внесистемная ед. энергии. Обозначение — эВ. 1 эВ равен энергии, к-рую приобретает заряж. части. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электро́нво́льт, -а; р. мн. -во́льтов, счётн. ф. -во́льт (внесистемная единица энергии)Синонимы: электроновольт
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электро́н-во́льт, электро́н-во́льты, электро́н-во́льта, электро́н-во́льт, электро́н-во́льту, электро́н-во́льтам, электро́н-во́льт, электро́н-во́льты, электро́н-во́льтом, электро́н-во́льтами, электро́н-во́льте, электро́н-во́льтах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») . смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электрон-вольт — внесистемная единица энергии в атомной и ядерной физике, равная энергии, которую приобретает влектроя при прохождении ускоряющей разности потенциалов в 1 вольт; обычно примен. кратные единицы — кило- и мегаэлектрон-вольт (кэв.мэв), гигаэлек-трон-вольт (гэв). <br><br><br>. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ, внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ. 1 эВ — 1, 602·10-19 Дж — 1, 602·10-12 эрг. Кратные единицы: 1 кэВ — 103 эВ, 1 МэВ — 106 эВ, 1 ГэВ — 109 эВ. 1 атомная единица массы соответствует 931, 5 МэВ.<br><br><br>. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ — внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ. 1 эВ — 1,602.10-19 Дж — 1,602.10-12 эрг. Кратные единицы: 1 кэВ — 103 эВ, 1 МэВ — 106 эВ, 1 ГэВ — 109 эВ. 1 атомная единица массы соответствует 931,5 МэВ.<br>. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электронв'ольт, -а, род. п. мн. ч. -ов, счетн. ф. -в'ольтСинонимы: электроновольт
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ , внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ. 1 эВ — 1,602·10-19 Дж — 1,602·10-12 эрг. Кратные единицы: 1 кэВ — 103 эВ, 1 МэВ — 106 эВ, 1 ГэВ — 109 эВ. 1 атомная единица массы соответствует 931,5 МэВ. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ, внесистемная единица энергии, применяется для измерения энергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ. 1 эВ — 1,602·10-19 Дж — 1,602·10-12 эрг. Кратные единицы: 1 кэВ — 103 эВ, 1 МэВ — 106 эВ, 1 ГэВ — 109 эВ. 1 атомная единица массы соответствует 931,5 МэВ. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
Ударение в слове: электронв`ольтУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: электронв`ольт
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
ЭЛЕКТРОН-ВОЛЬТ (обозначение еV), единица энергии, равная энергии, которую приобретает электрон при свободном движении при разности потенциалов в 1 воль. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
— внесистемная единица энергии, применяется для измеренияэнергии и массы микрочастиц; обозначения: эВ. 1 эВ — 1,602.10-19 Дж -1,602.10-12 эрг. Кратные единицы: 1 кэВ — 103 эВ, 1 МэВ — 106 эВ, 1 ГэВ -109 эВ. 1 атомная единица массы соответствует 931,5 МэВ. смотреть
ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ
электро`н-во'льт, электро`н-во'льты, электро`н-во'льта, электро`н-во'льт, электро`н-во'льту, электро`н-во'льтам, электро`н-во'льт, электро`н-во'льты, электро`н-во'льтом, электро`н-во'льтами, электро`н-во'льте, электро`н-во'льтах. смотреть
Электронвольт — Electronvolt
Исторически электронвольт был разработан как стандартная единица измерения посредством полезность в науке об электростатическом ускорителе частиц, потому что частица с электрическим зарядом q имеет энергию E = qV после прохождения через потенциал V; если q указано в целых единицах элементарного заряда и потенциала в вольтах, энергия выражается в эВ.
Это обычная единица энергии в физике, широко используемая в твердотельном, атомном, ядерном, и физика элементарных частиц. Обычно используется с метрическими префиксами милли-, кило-, мега-, гига-, тера-, пета- или экса- (мэВ, кэВ, МэВ, ГэВ, ТэВ, ПэВ и ЭэВ соответственно). В некоторых более старых документах и в названии Bevatron используется символ BeV, что означает миллиард (10) электронвольт; это эквивалентно ГэВ.
| Измерение | Единица | Значение СИ единицы |
|---|---|---|
| Энергия | eV | 1,602176634 × 10 Дж |
| Масса | эВ / c | 1,782662 × 10 кг |
| Момент | эВ / c | 5,344286 × 10 кг · м / с |
| Температура | эВ / к B | 1,160451812 × 10 K |
| Время | ħ/эВ | 6.582119 × 10 с |
| Расстояние | ħc/eV | 1.97327 × 10 м |
Содержание
- 1 Определение
- 2 Масса
- 3 Импульс
- 4 Расстояние
- 5 Температура
- 6 Свойства
- 7 Эксперименты по рассеянию
- 8 Сравнение энергии
- 8,1 На моль
Определение
Электронвольт — это количество кинетической энергии, полученное или потерянное одним электроном, ускоряющимся от оставайтесь через разность электрических потенциалов в один вольт в вакууме. Следовательно, его значение равно одному вольту, 1 Дж / Кл, умноженному на элементарный заряд e электрона, 1,602176634 × 10 К. Следовательно, один электронвольт равен 1,602176634 × 10 J.
Электронвольт, в отличие от вольт, не является единицей СИ. Электронвольт (эВ) — это единица измерения энергии, а вольт (В) — производная единица измерения электрического потенциала в системе СИ. В системе СИ единица измерения энергии — джоуль (Дж).
Масса
Согласно эквиваленту массы и энергии, электронвольт также является единицей массы. В физике элементарных частиц, где единицы массы и энергии часто меняются местами, принято выражать массу в единицах эВ / c, где c — скорость света в вакууме (от E = mc ). Обычно массу просто выражают в «эВ» как единицу массы, эффективно используя систему натуральных единиц с c, установленным на 1. Массовый эквивалент 1 эВ. / c составляет
Например, электрон и позитрон, каждый с массой 0,511 МэВ / c, может аннигилировать с получением энергии 1,022 МэВ. Протон имеет массу 0,938 ГэВ / c. В общем, массы всех адронов имеют порядок 1 ГэВ / c, что делает ГэВ (гигаэлектронвольт) удобной единицей массы для физики элементарных частиц:
1 ГэВ / c = 1,78266192 × 10 кг.
унифицированная атомная единица массы (u), почти точно 1 грамм, деленный на число Авогадро, это почти масса атома водорода, что в основном является массой протона. Для преобразования в электрон-вольт используйте формулу:
1 u = 931,4941 МэВ / c = 0,9314941 ГэВ / c.
Импульс
В физике высоких энергий электронвольт часто используется как единица измерения импульса. Разность потенциалов в 1 вольт заставляет электрон набирать определенное количество энергии (например, 1 эВ). Это приводит к использованию эВ (а также кэВ, МэВ, ГэВ или ТэВ) в качестве единиц импульса, поскольку подводимая энергия приводит к ускорению частицы.
Размеры единиц импульса — LMT. Размеры энергоблоков LMT. Затем разделение единиц энергии (например, эВ) на фундаментальную константу, которая имеет единицы скорости (LT), облегчает необходимое преобразование использования единиц энергии для описания импульса. В области физики частиц высоких энергий основной единицей скорости является скорость света в вакууме c.
Разделив энергию в эВ на скорость света, можно описать импульс электрона в эВ / c.
Постоянная фундаментальной скорости c часто опускается из единиц измерения импульс путем определения таких единиц длины, при которых значение c равно единице. Например, если импульс p электрона равен 1 ГэВ, то преобразование в MKS может быть достигнуто следующим образом:
p = 1 ГэВ / c = (1 × 10 9) ⋅ (1,602 176 634 × 10 — 19 C) ⋅ (1 V) (2,99 792 458 × 10 8 м / с) = 5,344 286 × 10 — 19 кг м / с. <\ displaystyle p = 1 \; <\ text
> / c = <\ frac <(1 \ times 10 ^ <9>) \ cdot (1.602 \ 176 \ 634 \ times 10 ^ <- 19>\; <\ text >) \ cdot (1 \; <\ text >)> <(2,99 \ 792 \ 458 \ times 10 ^ <8>\; <\ text > / <\ text >)>> = 5,344 \ 286 \ times 10 ^ <- 19>\; <\ text> \ cdot <\ text > / <\ text >.>Расстояние
В физике элементарных частиц, система «естественных единиц», в которой скорость света в вакууме c и приведенная постоянная Планка ħ безразмерны и равны широко используется единица: c = ħ = 1. В этих единицах расстояния и время выражаются в единицах обратной энергии (в то время как энергия и масса выражаются в одних и тех же единицах, см. эквивалентность массы и энергии ). В частности, длины рассеяния частицы часто выражаются в единицах обратной массы частицы.
Вне этой системы единиц коэффициенты преобразования между электронвольтом, секундами и нанометрами следующие:
ℏ = h 2 π = 1,054 571 817 646 × 10 — 34 Дж · с = 6,582 119 569 509 × 10 — 16 эВ с. <\ displaystyle \ hbar = <
\ over <2 \ pi>> = 1.054 \ 571 \ 817 \ 646 \ times 10 ^ <- 34>\ <\ mbox > = 6.582 \ 119 \ 569 \ 509 \ times 10 ^ <- 16>\ <\ mbox >.> Приведенные выше соотношения также позволяют выразить среднее время жизни τ нестабильной частицы (в секундах) через его ширина распада Γ (в эВ) через Γ = ħ / τ. Например, В-мезон имеет время жизни 1,530 (9) пикосекунды, средняя длина распада cτ = 459,7 мкм или ширина распада (4,302 ± 25) × 10 эВ..
И наоборот, крошечные различия масс мезонов, ответственные за колебания мезонов, часто выражаются в более удобных обратных пикосекундах.
Энергия в электронвольтах иногда выражается через длину волны света с фотонами той же энергии:
Температура
В некоторых областях, таких как физика плазмы, удобно использовать электронвольт для выражения температуры. Электронвольт делится на постоянную Больцмана для преобразования в шкалу Кельвина :
1 k B = 1,602 176 634 × 10 — 19 Дж / эВ 1,380 649 × 10 — 23 Дж / K = 11 604,518 12 К / эВ. <\ displaystyle <1 \ over k _ <\ text >> = <1.602 \ 176 \ 634 \ times 10 ^ <- 19><\ text
> \ over 1.380 \ 649 \ times 10 ^ < -23><\ text >> = 11 \ 604.518 \ 12 <\ text >.> Где k B — постоянная Больцмана, K — Кельвин, J — Джоули, эВ — электронвольты.
k B предполагается при использовании электронвольт для выражения температуры, например, типичная плазма слияния с магнитным удержанием составляет 15 кэВ (килоэлектронвольт), что равен 170 МК (миллион Кельвинов).
В качестве приближения: k B T составляет около 0,025 эВ (≈ 290 К / 11604 К / эВ) при температуре 20 ° C.
Свойства
Энергия фотонов в видимом спектре в эВ
График зависимости длины волны (нм) от энергии (эВ)
Энергия E, частота v и длина волны λ фотона являются связано соотношением
Фотон с длиной волны 532 нм (зеленый свет) будет иметь энергию примерно 2,33 эВ. Точно так же 1 эВ соответствует инфракрасному фотону с длиной волны 1240 нм или частотой 241,8 ТГц.
Эксперименты по рассеянию
В экспериментах по низкоэнергетическому ядерному рассеянию принято обозначать энергию отдачи ядра в единицах эВр, кэВр и т. Д. Это отличает энергию отдачи ядра от энергии отдачи. «электронный эквивалент» энергии отдачи (eVee, keVee и т.д.), измеренной сцинтилляционным светом . Например, выход фототрубки измеряется в phe / keVee (фотоэлектронов на энергию электронного эквивалента кэВ). Соотношение между эВ, эВr и эВи зависит от среды, в которой происходит рассеяние, и должно быть установлено эмпирически для каждого материала.
Сравнение энергии
Частота фотона в зависимости от энергии частицы в электронвольтах . Энергия фотона изменяется только с частотой фотона, связанной с постоянной скоростью света. Это контрастирует с массивной частицей, энергия которой зависит от ее скорости и массы покоя. Обозначения
γ: Гамма-лучи MIR: Средний инфракрасный HF: High Freq. HX: Hard X-ray FIR: Far инфракрасный MF: Средняя частота SX: Мягкое рентгеновское излучение Радиоволны LF: Низкая частота EUV: Экстремальный ультрафиолет EHF: Чрезвычайно высокая частота. VLF: Очень низкая частота NUV: Ближний ультрафиолетовый SHF: Сверхвысокая частота VF / ULF: Голосовая частота Видимый свет UHF: Сверхвысокая частота SLF: Сверхнизкая частота NIR: Ближний Инфракрасный VHF: Очень высокая частота ELF: Чрезвычайно низкая частота Частота: Частота Энергия Источник 5,25 × 10 эВ полная энергия, выделяющаяся из устройства ядерного деления 20 кт 1,22 × 10 эВ энергия Планка 10 Y эВ (1 × 10 эВ) приблизительное энергия великого объединения на моль
Один моль частиц при энергии 1 эВ имеет примерно 96,5 кДж энергии — это соответствует постоянной Фарадея (F ≈ 96485 Кл моль), где энергия в джоулях n моль частиц, каждая с энергией E эВ, равна E · F · n.