Электронвольт

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электро́нво́льт (сокращённо эВ или eV) — внесистемная единица измерения энергии, широко используемая в атомной и квантовой физике. Один электронвольт равен энергии, которая необходима для переноса электрона в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов 1 В. Так как работа при переносе заряда q равна qU (где U — разность потенциалов), а заряд электрона составляет −1,602 176 487(40)×10⁻¹⁹ Кл, то

1 эВ = 1,602 176 487(40)×10⁻¹⁹ Дж = 1,602 176 487(40)×10⁻¹² эрг.

Как правило, в электронвольтах выражается масса элементарных частиц (исходя из уравнения Эйнштейна Е = mc²). 1 эВ/c² равен 1,782 661 758(44)·10⁻³⁶ кг, и напротив, 1 кг равен 5,609 589 12(14) эВ/c². 1 атомная единица массы равна 931,4 МэВ/c².

В температурных единицах 1 эВ = 11 604,505(20) кельвин (см. постоянная Больцмана). [1]

В химии часто используется молярный эквивалент электронвольта. Если один моль электронов перенесён между точками с разностью потенциалов 1 В, он приобретает (или теряет) энергию 96 485,3383(83) Дж, равную произведению 1 эВ на число Авогадро. Эта величина численно равна постоянной Фарадея.

В электронвольтах измеряется также ширина распада Γ элементарных частиц и других квантовомеханических состояний, например ядерных энергетических уровней. Ширина распада — это неопределённость энергии состояния, связанная с временем жизни состояния τ соотношением неопределённостей: ). Частица с шириной распада 1 эВ имеет время жизни 6,582 118 89(26)·10⁻¹⁶ с. Напротив, квантовомеханическое состояние с временем жизни 1 с имеет ширину 4,135 667 33(10)·10⁻¹⁵ эВ.

[править] Кратные и дольные единицы

В ядерной физике обычно используются величины кило- (10³), мега- (10⁶) и гига- (10⁹) электронвольт.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 эВ	декаэлектронвольт	даэВ	daeV	10−1 эВ	дециэлектронвольт	дэВ	deV
102 эВ	гектоэлектронвольт	гэВ	heV	10−2 эВ	сантиэлектронвольт	сэВ	ceV
103 эВ	килоэлектронвольт	кэВ	keV	10−3 эВ	миллиэлектронвольт	мэВ	meV
106 эВ	мегаэлектронвольт	МэВ	MeV	10−6 эВ	микроэлектронвольт	мкэВ	µeV
109 эВ	гигаэлектронвольт	ГэВ	GeV	10−9 эВ	наноэлектронвольт	нэВ	neV
1012 эВ	тераэлектронвольт	ТэВ	TeV	10−12 эВ	пикоэлектронвольт	пэВ	peV
1015 эВ	петаэлектронвольт	ПэВ	PeV	10−15 эВ	фемтоэлектронвольт	фэВ	feV
1018 эВ	эксаэлектронвольт	ЭэВ	EeV	10−18 эВ	аттоэлектронвольт	аэВ	aeV
1021 эВ	зеттаэлектронвольт	ЗэВ	ZeV	10−21 эВ	зептоэлектронвольт	зэВ	zeV
1024 эВ	йоттаэлектронвольт	ИэВ	YeV	10−24 эВ	йоктоэлектронвольт	иэВ	yeV
применять не рекомендуется

[править] Некоторые значения энергии в электронвольтах

Тепловая энергия поступательного движения одной молекулы при комнатной температуре	0,025 эВ
Энергия ионизации атома водорода	13,6 эВ
Энергия электрона в лучевой трубке телевизора	Порядка 20 кэВ
Энергии космических лучей	1 МэВ — 1000 ТэВ
Типичная энергия ядерного распада:
альфа-частицы	2-10 МэВ
бета-частицы и гамма-лучи	0-20 МэВ