SIMETRIUM .COM
许可与国际单位制并用
Symbol plate EXT-E-02 eV e 小写,V 大写勿与伏特 V 混淆
单位档案 国际单位制外 · 许可 第 1 / 1 页 · 修订 2026-08

电子伏

非 SI 单位,允许使用 · 量:能量

符号 eV
以焦耳计 1.602 176 634·10⁻¹⁹ J
精确度 精确,自 2019 年起
引入 物理学,1930 年代
还度量 质量:eV/c²,动量:eV/c
已完成译本 36 / 33
换算能量 尔格与里德伯
01 · 定义

电子伏生在加速器的实验室里:用焦耳数粒子的能量,就像用微米量城与城之间的距离一样别扭。

一电子伏,就是电子走过一伏特电位差所得的能量。定义径直化作数字:电子的电荷乘以伏特,得 1.602 176 634·10⁻¹⁹ 焦耳——自 2019 年起这是精确值,因为元电荷已由安培的定义锁定。这个单位覆盖了小尺度的全部物理:一个分子的键能是几电子伏,一个 X 射线量子是几十千电子伏,大型强子对撞机里的质子是七太电子伏。

形式上
1 eV = e · 1 V = 1.602 176 634·10⁻¹⁹ J
电子电荷乘以伏特——自 2019 年起为精确数
e · V
电荷乘电压
eV/c²
粒子的质量
1240
光子的 eV·nm
场中加速 · 能量来自电压 E = q·U
+ 电荷 1e 1 MV
1 MeV
获得的能量
0.941 c
加速后的速度
定下一切的那种情形:走过一伏特,电子恰好得到一电子伏。单位的名字由此而来。
λ = 1240 / E 光子的能量
1240 法则

光子的能量以电子伏计,就是 1240 除以以纳米计的波长。550 纳米的绿光是 2.25 eV,可见光全都落在 1.65 与 3.26 eV 之间。一个数便顶替了口袋里的普朗克常数。

02 · 换算

输入能量——名片替您换算

唯有电子伏能一次便当地折成四把尺子:能量、温度、波长和质量。物理学家把这四者当作同义词——「两电子伏处的跃迁」与「620 纳米处的谱线」说的是同一件事。

E = mc²

经由 E = mc²,电子伏也成了质量的尺度。电子重 511 keV/c²,质子 938 MeV/c²,希格斯玻色子 125 GeV/c²。粒子物理里通常把除以 c² 省去。

换算表
1 eV = 1 eV
单位名称数值常见于何处
eV 电子伏 1 分子的键、原子的光谱
meV 毫电子伏 1000 晶格振动、热噪声
keV 千电子伏 0.001 X 射线、内层电子壳
MeV 兆电子伏 1·10⁻⁶ 核跃迁、粒子质量
GeV 吉电子伏 1·10⁻⁹ 对撞机、质子质量
TeV 太电子伏 1·10⁻¹² 加速器的极限、宇宙线
光子的波长
1.23984 µm
温度 kT
11604.5 K
质量 eV/c²
1 eV/c²

同一行有四种读法:读作能量,读作光子的波长,读作温度 kT,读作以 eV/c² 计的质量。物理学家把它们当同义词用。

03 · 数量级
从热噪声到宇宙线

化学键与可见光

2.24905 eV
以焦耳计: 3.603·10⁻¹⁹ J · 光子的波长: 551.273 nm
10⁻⁶
10⁻³
10⁰
10³
10⁶
10⁹
10¹²
10¹⁵
10¹⁸
10²¹
04 · 测量仪器

用什么测电子伏

加速器 · 光谱 · 探测器
按能量排开的谱线
光谱仪

按量子的能量把辐射摊开。锗探测器分辨谱线可精到千电子伏。

加速器的环
加速器

束流的能量由粒子走过的总电压定下:单位的名字正由此得来。LHC 把质子加速到 7 TeV。

逸出功
光电子能谱

量度被光打出的电子的能量:量子与动能之差,便是物质中的束缚能。

探测器中的径迹
对撞机的量能器

把粒子整个吞下,以吉电子伏量出放出的能量。希格斯玻色子正是这样在 125 GeV 处被找到的。

05 · 书写规则

e 小写,V 大写,词头置于二者之前

符号连写:keV、MeV、GeV——词头置于整个单位之前,不落在两个字母之间。大写 E 会是艾,小写 v 什么也不是。行文中可用本地写法称呼单位,公式与表格里则以拉丁符号为宜。

正确
511 keV
125 GeV/c²
2.25 eV
错误
511 KeV
125 GEV
2.25 ev

粒子物理采用 c = 1 的一套体系,质量便径直写成 GeV,不再除以光速的平方。出了这个领域,c² 不可省去:eV 与 eV/c² 是不同的量。

06 · 相邻单位

电子伏站在三个 SI 单位的交界处:电子的电荷给出因子,伏特给出定义,焦耳给出结果。经普朗克常数与玻尔兹曼常数,它可换成频率与温度。

V
电压
决定加速
eV
能量
e · V
J
SI 中的能量
1.602·10⁻¹⁹
E = 1240/λ   E = kT   m = E/c²

在 300 K,热能 kT 为 25.9 meV——这个数值定下了电子学与化学中热过程的尺度。

07 · 历史部分

原子尺度上的邻居

档案 · 部分仍在使用
CGS · 1873
erg
尔格

CGS 制的能量单位。对原子尺度而言显得太粗:电子伏比尔格小六千亿倍。

1 尔格 = 6.242·10¹¹ eV
光谱学 · 1890 年代
Ry
里德伯

氢的电离能:13.6 eV。原子光谱至今仍以里德伯和倒厘米来计。

1 Ry = 13.606 eV
量子化学
Ha
哈特里

能量的原子单位,是里德伯的两倍。分子的计算正用它来做——如此方程里的常数便都消失了。

1 Ha = 27.211 eV
化学 · 至今
kcal/mol
千卡每摩尔

按每摩尔物质计的束缚能。生物化学与有机化学抱住它不放,物理学则转投了电子伏。

1 kcal/mol = 43.4 meV
一伏特——一 eV
计量学札记

一个非 SI 单位,2019 年起比焦耳还精确

SI 改制之前,电子伏是近似的:它的值取决于测得的电子电荷,每有新实验便要修正一次。2019 年,元电荷由定义锁定——正好 1.602 176 634·10⁻¹⁹ 库仑——从电子伏到焦耳的换算系数于是成了没有不确定度的精确数。由此出现了有趣的局面:一个 SI 只肯「允许使用」的非 SI 单位,如今与焦耳绝对严格地相连;而体系之内的许多量,反倒只能以有限的精度测得。

本档案的其他语言版本
en · ru · de · fr · es · pt · it · nl · pl · sv · da · fi · +24
全部 36 种语言

档案语言

36 种语言。符号 eV 与公式不译——各语言里都一样;所译的是行文、例子,以及各种文字自己的书写规则。

EN English RU 俄语 DE Deutsch FR Français ES Español PT Português IT Italiano NL Nederlands PL Polski SV Svenska DA Dansk FI Suomi NB Norsk CS Čeština SK Slovenčina RO Română EL Ελληνικά HU Magyar TR Türkçe AR العربية FA فارسی
ZH 中文(简)
ZH-HANT 中文(繁) JA 日本語 KO 한국어 TH ไทย VI Tiếng Việt HI हिन्दी BN বাংলা ID Indonesia MS Melayu TA தமிழ் LA Latina SR Srpski UR اردو SW Kiswahili
已译并校 初译 待译