Elettronvolt
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Un elettronvolt (simbolo eV) è l'energia acquistata da un elettrone libero quando passa attraverso una differenza di potenziale elettrico di 1 volt. Sono molto usati i suoi multipli keV (kilo-eV, ossia 1.000 elettronvolt) , MeV (mega-eV, cioè un milione di elettronvolt) e GeV (giga-eV, cioè un miliardo di elettronvolt). Si vedano in proposito i prefissi del SI. Spesso i multipli dell'elettronvolt non vengolo pronunciati come si usa con le altre unità di misura, per esempio chilometro, megajoule,... ma vengono pronunciati come si leggono, per esempio si dice kev, mev, gev, tev, al posto di kiloelettronvolt, megaelettronvolt, gigaelettronvolt, teraelettronvolt.
Un elettrovolt è un quantitativo molto piccolo di energia:
- 1 eV = 1,60217646 × 10-19 J.
Nella fisica delle particelle, il megaelettronvolt (1 MeV = 106 eV) e il gigaelettronvolt (1 GeV = 109 eV) sono utilizzati per misurare la massa delle particelle elementari, usando l'equazione di conversione della relatività ristretta:
- E = m c2
dove E sta per energia, m per massa e c è la velocità della luce nel vuoto. In queste unità, la massa di un elettrone è di 0,511 MeV, e quella di un protone di 938 MeV. Per confronto, le particelle cariche generate in un'esplosione nucleare vanno da 0,3 a 3 MeV. Una normale molecola atmosferica ha un'energia di circa 0,03 eV. Approssimativamente l'energia media di una particella in un sistema a temperatura T è T*kB, in eV si ottiene moltiplicando la temperatura per kB/1,60217646 = 11605. Dove kB è la costante di Boltzmann.
In spettroscopia, si usa l'elettronvolt per esprimere l'energia di legame di un elettrone in un orbitale atomico e l'energia dei fotoni usati per sondarne le proprietà (spettroscopia fotoelettronica e spettroscopia di assorbimento dei raggi X). Per esempio, l'espulsione di un elettrone dallo stato più profondo di un atomo di argento richiede una radiazione di 25514 eV, propria dei raggi X duri.
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