Електрон вольт - хімічна школа
Електрон вольт
| стандартний | Схвалено для використання з SI, Директива 80/181/ЄЕС |
| Назва одиниці | Електрон вольт |
| Символ одиниці | $ \ mathrm $ |
| Описані розміри | Енергія, маса, термодинамічна температура |
| Символ (и) розміру | $ E, \, Q, \, m, \, T $ |
| Назва розміру | енергія |
| Символ виміру | $ E $ |
| В одиницях СІ | 1,602 176 565 (35) 10 −19 кг м 2 с −2 [1] |
| Імені | Електрон, Алессандро Вольта |
| Походить з | природна базова одиниця |
Електрон вольт, також Електрон вольт, - це одиниця енергії, яка часто використовується в атомній, ядерній фізиці та фізиці частинок. Символом одиниці є eV.
Електрон вольт - це кількість енергії, на яку збільшується кінетична енергія електрона, коли він проходить через прискорювальну напругу 1 вольт. Його значення згідно з рекомендацією CODATA становить: [1]
(тобто зі стандартним відхиленням 3,5 · 10 −27 Дж).
позначення
Позначення одиниці зустрічається у спеціаліста з німецької мови та в навчальній літературі переважно у формі "електрон-вольт", тобто зі складом "en" між "електроном" і "вольт". З іншого боку, вона бачить Виконання постанови до закону про одиниці метрології та визначення часу від 13 грудня 1985 р. форма "електрон-вольт". [2]
Стандарт DIN 1301-1 “Одиниці - назви одиниць, символи одиниць” від жовтня 2010 року рекомендує форму “електрон-вольт” [3] Використовується "електрон-вольт". [4]
Поки електрон-вольт є одиницею енергії, вольт - одиницею електричної напруги.
використання
Електрон-вольт використовується як "зручна" одиниця в атомній фізиці та суміжних областях, таких як експериментальна фізика елементарних частинок, див. Також природні одиниці: і маса елементарних частинок, і енергія, до якої вони надходять в прискорювачах частинок, даються в електрон-вольтах. Перетворення маси здійснюється за допомогою відомого рівняння зі спеціальної теорії відносності
$ \ displaystyle E = m c ^ 2 $,
де $ E $ означає енергію, $ m $ - масу і $ c $ - швидкість світла. Відповідно до цього 1 еВ/c² відповідає приблизно 1,783 · 10 −36 кг.
Зручно, оскільки енергію частинки, яка прискорюється в електричному полі, можна обчислити за $ E = U \ cdot Q $ і не залежить від інших впливів. Напрямок руху, довжина шляху або точний хід напруженості поля не мають значення. Багато частинок просто несуть елементарний заряд. Замість того, щоб використовувати елементарний заряд і визначати енергію в джоулях, ви можете вказати кінетичну енергію, що виникає в результаті електростатичного прискорення, безпосередньо в одиниці еВ.
Загальними десятковими кратними електрон-вольта є:
- meV (Міліелектрон вольт). Приклад: вільна частинка має теплову енергію майже 40 меВ при кімнатній температурі
- кеВ (Кілоелектрон вольт). Приклад: рентгенівський фотон має приблизно 1–250 кеВ
- МеВ (Мегаелектрон вольт). Приклад: енергія спокою електрона становить близько 0,511 МеВ
- GeV (Гігаелектрон вольт). Приклад: енергія спокою протона становить приблизно 0,94 ГэВ
- ТеВ (Тераелектрон вольт). Приклад: Протони в LHC мають максимальну кінетичну енергію 4 ТеВ [5]
Кінетична енергія швидких рухів важчих атомних ядер (Важкі іони) часто дається на нуклон в. Потім одиниця записується AGeV, де A означає масове число. Застосовується наступне: Кожне ядро з 1 AGeV має однакову швидкість. Так само існують ATeV та AMeV, залежно від енергетичного масштабу.
Для порівняння: продукти поділу ядерного ділення урану мають кінетичну енергію близько 167 МеВ. Типова молекула в атмосфері має кінетичну енергію (теплову енергію) приблизно 0,03 еВ. Фотони видимого світла (червоного) мають енергію близько 2 еВ. LHC в ЦЕРНі планує зіткнутися з протонами з енергією 14 ТеВ і ядрами свинцю з 1146 ТеВ. Енергія однієї серцевини приблизно 2 мкДж або 180 мкДж все ще залишається дуже низькою (харчова цінність плитки шоколаду з 2200 кДж відповідає 1,1 трлн або 12 млрд разів). Однак, якщо взяти до уваги велику кількість частинок (1,15 × 10 11 протонів на імпульс, то в кільці LHC є до 2808 імпульсів [6]), один імпульс 258 кДж наближається до плитки шоколаду. Загальна енергія протонів у кільці набагато перевищує це - 724 МДж.
Електрон вольт на моль
У хімії енергія на частинку часто не дається, а на моль (з одиницею Дж/моль), що отримується шляхом множення енергії окремої частинки на постійну Авогадро $ N_ \ mathrm $, наприклад: