الیکٹران وولٹ
SI سے باہر کی، استعمال کی اجازت والی اکائی · مقدار: توانائی
01 · تعریف
الیکٹران وولٹ تیزکاروں کی تجربہ گاہوں میں پیدا ہوا: ذرات کی توانائی جول میں گننا اتنا ہی بے سہولت ہے جتنا شہروں کے درمیان فاصلہ مائیکرون میں ناپنا۔
ایک الیکٹران وولٹ وہ توانائی ہے جو الیکٹران ایک وولٹ کے فرقِ جہد سے گزر کر پاتا ہے۔ تعریف سیدھی عدد بن جاتی ہے: الیکٹران کا بار ضرب وولٹ دیتا ہے 1.602 176 634·10⁻¹⁹ جول — 2019 سے یہ بالکل درست قدر ہے، کیونکہ بنیادی بار ایمپیئر کی تعریف سے باندھ دیا گیا۔ یہ اکائی چھوٹے پیمانوں کی ساری طبیعیات ڈھانپ لیتی ہے: سالمے کی جوڑ توانائی چند الیکٹران وولٹ، ایکس شعاع کا کوانٹم دسیوں کلو الیکٹران وولٹ، اور بڑے ہیڈرون ٹکراؤ آلے میں پروٹان سات ٹیرا الیکٹران وولٹ۔
فوٹون کی توانائی الیکٹران وولٹ میں پانے کے لیے 1240 کو نینومیٹر میں طولِ موج پر تقسیم کیجیے۔ 550 نینومیٹر کی سبز روشنی 2.25 eV ہے، اور سارا مرئی 1.65 اور 3.26 eV کے بیچ سما جاتا ہے۔ ایک ہی عدد جیب میں پلانک مستقل کی جگہ لے لیتا ہے۔
02 · تبدیلی
توانائی لکھیے — پرچہ بدل دے گا
الیکٹران وولٹ اکیلی ایسی اکائی ہے جو بیک وقت چار پیمانوں میں سہولت سے بدل جاتی ہے: توانائی، درجۂ حرارت، طولِ موج اور کمیت۔ طبیعیات دان چاروں کو ہم معنی برتتے ہیں — «دو الیکٹران وولٹ پر منتقلی» اور «620 نینومیٹر پر لکیر» ایک ہی بات کہتے ہیں۔
E = mc² کے راستے الیکٹران وولٹ کمیت کا پیمانہ بھی بن جاتا ہے۔ الیکٹران کا وزن 511 keV/c²، پروٹان کا 938 MeV/c²، ہگز بوسان کا 125 GeV/c²۔ ذرات کی طبیعیات میں c² سے تقسیم عموماً چھوڑ دی جاتی ہے۔
| اکائی | نام | قدر | کہاں ملتی ہے |
|---|---|---|---|
| eV | الیکٹران وولٹ | 1 | سالمے کا جوڑ، ایٹموں کے طیف |
| meV | ملی الیکٹران وولٹ | 1000 | جالی کے ارتعاش، حرارتی شور |
| keV | کلو الیکٹران وولٹ | 0.001 | ایکس شعاع، اندرونی خول |
| MeV | میگا الیکٹران وولٹ | 1·10⁻⁶ | نیوکلیائی منتقلیاں، ذرات کی کمیت |
| GeV | گیگا الیکٹران وولٹ | 1·10⁻⁹ | ٹکراؤ آلات، پروٹان کی کمیت |
| TeV | ٹیرا الیکٹران وولٹ | 1·10⁻¹² | تیزکاروں کی حد، کائناتی شعاعیں |
ایک ہی سطر چار طرح پڑھی جاتی ہے: توانائی کی طرح، فوٹون کی طولِ موج کی طرح، درجۂ حرارت kT کی طرح اور eV/c² میں کمیت کی طرح۔ طبیعیات دان انہیں ہم معنی مانتے ہیں۔
03 · مقدار کے درجے
حرارتی شور سے کائناتی شعاعوں تککیمیائی جوڑ اور مرئی روشنی
04 · پیمائشی آلات
الیکٹران وولٹ کس سے ناپتے ہیں
اشعاع کو کوانٹموں کی توانائی کے مطابق پھیلا دیتا ہے۔ جرمینیم کھوجی لکیروں کو کلو الیکٹران وولٹ تک الگ پہچانتا ہے۔
پُلندے کی توانائی اس کل وولٹیج سے طے ہوتی ہے جس سے ذرہ گزرا: اکائی کا نام وہیں سے ملا۔ LHC پروٹان کو 7 TeV تک دوڑاتا ہے۔
روشنی سے نکالے گئے الیکٹرانوں کی توانائی ناپتا ہے: کوانٹم اور حرکی توانائی کا فرق مادے میں جوڑ توانائی دیتا ہے۔
ذرے کو پورا نگل لیتا ہے اور نکلی توانائی گیگا الیکٹران وولٹ میں ناپتا ہے۔ ہگز بوسان 125 GeV پر اسی طرح ملا۔
05 · لکھنے کے اصول
e چھوٹا، V بڑا، سابقہ دونوں سے پہلے
علامت ملا کر لکھی جاتی ہے: keV، MeV، GeV — سابقہ پوری اکائی کے آگے آتا ہے، حرفوں کے بیچ نہیں۔ بڑا E ایکسا ہوتا، چھوٹا v کچھ بھی نہیں۔ چلتی عبارت میں نام کا اپنا املا چلے گا، مگر فارمولوں اور جدولوں میں لاطینی علامت ہی بہتر ہے۔
ذرات کی طبیعیات میں ایسا نظام رائج ہے جس میں c = 1، اور کمیت روشنی کی رفتار کے مربع سے تقسیم کیے بغیر بس GeV میں لکھی جاتی ہے۔ اس میدان سے باہر c² چھوڑنا جائز نہیں: eV اور eV/c² الگ مقداریں ہیں۔
06 · ہمسایہ اکائیاں
الیکٹران وولٹ SI کی تین اکائیوں کے جوڑ پر کھڑا ہے: الیکٹران کا بار ضارب دیتا ہے، وولٹ تعریف، جول نتیجہ۔ پلانک اور بولٹزمان کے مستقلات سے گزر کر یہ تعدد اور درجۂ حرارت میں بدل جاتا ہے۔
300 K پر حرارتی توانائی kT 25.9 meV ہوتی ہے — یہی قدر برقیات اور کیمیا میں حرارتی عملوں کا پیمانہ طے کرتی ہے۔
07 · تاریخی حصہ
ایٹمی پیمانوں کے ہمسائے
CGS نظام کی توانائی کی اکائی۔ ایٹمی پیمانوں کے لیے یہ بہت موٹی نکلی: الیکٹران وولٹ ارگ سے چھ سو ارب گنا چھوٹا ہے۔
ہائیڈروجن کی تائینی توانائی: 13.6 eV۔ ایٹمی طیف آج بھی رڈبرگ اور معکوس سینٹی میٹر میں گنے جاتے ہیں۔
توانائی کی ایٹمی اکائی، رڈبرگ سے دُگنی۔ سالموں کے حساب اسی میں کیے جاتے ہیں — تب مساواتوں سے سارے مستقل غائب ہو جاتے ہیں۔
مادے کے فی مول گنی گئی جوڑ توانائی۔ حیاتی کیمیا اور نامیاتی کیمیا اسے تھامے ہیں، طبیعیات الیکٹران وولٹ پر چلی گئی۔
وہ اکائی جو SI سے باہر ہے اور 2019 میں جول سے بھی درست ہو گئی
SI کی اصلاح سے پہلے الیکٹران وولٹ تخمینی تھا: اس کی قدر ناپے گئے الیکٹران بار پر ٹکی تھی اور ہر نئے تجربے کے ساتھ سنورتی تھی۔ 2019 میں بنیادی بار تعریف سے باندھ دیا گیا — ٹھیک 1.602 176 634·10⁻¹⁹ کولمب — اور الیکٹران وولٹ سے جول کا تبادلہ عدد بلا عدم یقین درست عدد بن گیا۔ ایک انوکھی صورت بنی: SI سے باہر کی اکائی، جسے SI محض «استعمال کی اجازت» دیتا ہے، اب جول سے بالکل سختی سے بندھی ہے، جبکہ نظام کے اندر کی بہت سی مقداریں محدود درستی سے ہی ناپی جاتی ہیں۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پرچہ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے ناموں والی بائیس مشتق اکائیاں، اور نظام سے باہر کی وہ اکائیاں جن کے بغیر نہ صنعت چلتی ہے نہ روزمرہ زندگی۔ ہر ایک کا اپنا ورق: تعریف، تبدیلی، آلات، لکھنے کے اصول۔ 36 زبانوں میں۔
SI سے باہر کی اکائیاں
الیکٹران وولٹ کا پرچہ کھولیےSI کی بنیادی اکائیاں
مٹی کے رنگ میں وہ جو الیکٹران وولٹ کے پیچھے کھڑی ہیںاپنے نام والی SI مشتق اکائیاں
بائیس پرچےپرچے کی زبان
36 زبانیں۔ علامت eV اور فارمولے ترجمہ نہیں ہوتے — وہ سب زبانوں میں ایک سے ہیں؛ ترجمہ ہوتی ہے نثر، مثالیں اور ہر رسم الخط کے اپنے قواعدِ تحریر۔