Elektronvolt
Jedinica van SI, dopuštena za upotrebu · veličina: energija
01 · Definicija
Elektronvolt se rodio u laboratorijama ubrzivača: računati energiju čestica u džulima jednako je nezgodno kao meriti rastojanje među gradovima u mikronima.
Jedan elektronvolt je energija koju elektron stekne prošavši razliku potencijala od jednog volta. Definicija se odmah pretvara u broj: naelektrisanje elektrona puta volt daje 1,602 176 634·10⁻¹⁹ džula — od 2019. tačna vrednost, jer je elementarno naelektrisanje utvrđeno definicijom ampera. Jedinica pokriva celu fiziku malih razmera: energija veze molekula je nekoliko elektronvolta, rendgenski kvant desetine kiloelektronvolta, proton u Velikom hadronskom sudaraču sedam teraelektronvolta.
Energiju fotona u elektronvoltima daje broj 1240 podeljen talasnom dužinom u nanometrima. Zelena svetlost od 550 nm je 2,25 eV, a sve vidljivo staje između 1,65 i 3,26 eV. Jedan broj zamenjuje Plankovu konstantu u džepu.
02 · Pretvaranje
Unesite energiju — list će je preračunati
Elektronvolt se jedini zgodno prevodi odjednom u četiri skale: energiju, temperaturu, talasnu dužinu i masu. Fizičari sve četiri koriste kao sinonime — «prelaz na dva elektronvolta» i «linija na 620 nanometara» opisuju isto.
Preko E = mc² elektronvolt postaje i mera mase. Elektron teži 511 keV/c², proton 938 MeV/c², Higsov bozon 125 GeV/c². U fizici čestica deljenje sa c² obično se izostavlja.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| eV | elektronvolt | 1 | veze molekula, spektri atoma |
| meV | milielektronvolt | 1000 | oscilacije rešetke, toplotni šum |
| keV | kiloelektronvolt | 0,001 | rendgen, unutrašnje ljuske |
| MeV | megaelektronvolt | 1·10⁻⁶ | jezgrini prelazi, mase čestica |
| GeV | gigaelektronvolt | 1·10⁻⁹ | sudarači, masa protona |
| TeV | teraelektronvolt | 1·10⁻¹² | granica ubrzivača, kosmički zraci |
Jedan te isti red čita se na četiri načina: kao energija, kao talasna dužina fotona, kao temperatura kT i kao masa u eV/c². Fizičari ih koriste kao sinonime.
03 · Redovi veličina
od toplotnog šuma do kosmičkih zrakahemijska veza i vidljiva svetlost
04 · Merni instrumenti
Čime se mere elektronvolti
Razlaže zračenje po energijama kvanata. Germanijumski detektor razlikuje linije s tačnošću do kiloelektronvolta.
Energiju snopa određuje ukupni napon koji je čestica prošla: odatle je jedinica dobila ime. LHC ubrzava proton do 7 TeV.
Meri energiju elektrona koje je svetlost izbila: razlika između kvanta i kinetičke energije daje energiju veze u materiji.
Guta česticu celu i meri oslobođenu energiju u gigaelektronvoltima. Tako je Higsov bozon nađen na 125 GeV.
05 · Pravila pisanja
e malo, V veliko, prefiks ispred oba
Oznaka se piše spojeno: keV, MeV, GeV — prefiks stoji ispred cele jedinice, a ne među njenim slovima. Veliko E značilo bi eksa, malo v ništa. U tekućem tekstu dopušten je domaći zapis imena, ali u formulama i tablicama bolji je latinski simbol.
U fizici čestica važi sistem u kome je c = 1, a masa se piše prosto u GeV bez deljenja kvadratom brzine svetlosti. Van te oblasti c² se ne sme izostaviti: eV i eV/c² različite su veličine.
06 · Susedne jedinice
Elektronvolt stoji na spoju tri jedinice SI: naelektrisanje elektrona daje množilac, volt definiciju, džul rezultat. Preko Plankove i Bolcmanove konstante prevodi se u frekvenciju i temperaturu.
Na 300 K toplotna energija kT iznosi 25,9 meV — ta vrednost zadaje razmeru toplotnih procesa u elektronici i hemiji.
07 · Istorijski deo
Susedi na atomskim skalama
Jedinica energije sistema CGS. Za atomske razmere pokazala se prekrupnom: elektronvolt je šest stotina milijardi puta manji od erga.
Energija jonizacije vodonika: 13,6 eV. Atomski spektri se do danas računaju u ridberzima i obrnutim centimetrima.
Atomska jedinica energije, dvaput veća od ridberga. Proračuni molekula vode se upravo u njoj — tako iz jednačina nestaju sve konstante.
Energija veze računata po molu materije. Biohemija i organska hemija drže se nje, fizika je prešla na elektronvolte.
Jedinica van SI koja je 2019. postala tačnija od džula
Pre reforme SI elektronvolt je bio približan: vrednost mu je zavisila od izmerenog naelektrisanja elektrona i doterivala se sa svakim novim ogledom. Godine 2019. elementarno naelektrisanje utvrđeno je definicijom — tačno 1,602 176 634·10⁻¹⁹ kulona — i koeficijent prevođenja iz elektronvolta u džule postao je tačan broj bez nesigurnosti. Nastala je zanimljiva okolnost: jedinica van SI, koju SI samo «dopušta za upotrebu», sada je vezana za džul sasvim strogo, dok se mnoge veličine unutar samog sistema mere s konačnom tačnošću.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih SI jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i vansistemske jedinice bez kojih ne prolaze ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Jedinice van SI
otvorite list elektronvoltaOsnovne SI jedinice
terakotom one koje stoje iza elektronvoltaIzvedene SI jedinice sa sopstvenim imenom
dvadeset dva listaJezik lista
36 jezika. Oznaka eV i formule ne prevode se — iste su u svim jezicima; prevodi se proza, primeri i pravila zapisa za svako pismo.