Elektronvolt

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Az elektronvolt egy SI mértékegység-rendszeren kívüli, csak az atom- és mag- és részecskefizikában használható energia mértékegység. Jele: eV. Használhatók vele az SI prefixumok (keV=1000 eV, MeV=1 millió eV, GeV, TeV).

Egy elektronvoltnak nevezzük azt az energiát, amelyet az elektron 1 V (megfelelő irányú) potenciálkülönbség hatására nyer.

1 eV = 1,602 176 53 (14)·10^-19 J. (Forrás: CODATA 2002-es ajánlott értékek)

Mivel a munka a W=q·U képlet alapján számolható, egy gyorsított részecske energiája egyszerűen kiszámítható elektronvolt egységben. Pl. ha a kétszeresen pozitív α-részecskét gyorsítom 200 V potenciálkülönbségen, akkor 2·200=400 eV energiára gyorsítottam fel.

[szerkesztés] Az elektronvolt és a tömeg

Einstein speciális relativitáselmélete szerint az energia ekvivalens a tömeggel, csak egy állandó szorzóban (a fénysebesség négyzetében) tér el: E = m c². A részecskefizikusok ezért az eV/c² egységet használják a tömeg egységének. Így például egyszerűen kiszámítható, hogy amikor az elektron és a pozitron találkozik, mivel mindkettőnek a tömege 511 keV/c², ezért 1,022 MeV energiájú energia keletkezik fotonok formájában. A proton tömege 0,938 GeV, ami a magfizikában a GeV egységet nagyon kényelmessé teszi. (Részecske és magfizikában gyakran úgynevezett Planck-egységeket használnak, ahol c = 1, ilyenkor a tömegegység egyszerűen eV, keV, MeV, GeV, TeV.)

Átszámítás SI egységre:

1 eV/c² = 1,783 · 10^-36 kg

1 keV/c² = 1,783 · 10^-33 kg

1 MeV/c² = 1,783 · 10^-30 kg (nagyjából két elektrontömeg)

1 GeV/c² = 1,783 · 10^-27 kg (nagyjából protontömeg)

1 TeV/c² = 1,783 · 10^-24 kg

Lásd még nagyságrendek listája (tömeg)

[szerkesztés] Az elektronvolt és hőmérséklet

Összehasonlításul atombomba robbanáskor a töltött részecskék mozgási energiája 0,3-tól 3 MeV-ig terjed. A légkör molekulájának mozgási energiája nagyjából 0,025 eV.

Általában ahhoz, hogy a részecske Kelvinben mért hőmérsékletét megkapjam a elektronvoltban mért mozgási energiájából 11604-gyel kell szorozni (0,025 ·11604 = 290 K). (Bővebben a Boltzmann-állandónál és a hőmérsékletnél.)