Elektronvolts

Elektronvolts (saīsināti eV) ir enerģijas ārpussistēmas mērvienība, kas plaši tiek lietota atomfizikā, kvantu fizikā un citās fizikas nozarēs. Ja starp diviem punktiem elektriskais potenciāls ir 1 volts, tad, lai pārnestu elektronu no viena punkta uz otru starp tiem esošajā elektrostatiskajā laukā, nepieciešama 1 eV liela enerģija.

Tā kā lādiņa q pārnešanai nepieciešamais darbs ir vienāds ar qU, kur U - potenciālu starpība, bet elektrona lādiņš ir −1,602 176 487(40)×10⁻¹⁹ C, tad

1eV = 1,602 176 487(40)×10⁻¹⁹ J = 1,602 176 487(40)×10⁻¹² erg.

Elektronvoltos mēdz izteikt arī elementārdaļiņu masu, izmantojot Einšteina vienādojumu Е=mc². 1 eV/c²=1,782 661 758(44)·10⁻³⁶ kg un, otrādi, 1 kg=5,609 589 12(14)·10³⁵ eV/c². 1 atommasas vienība atbilst 931,4 MeV/c². Izsakot masu elektronvoltos, dalītāju c² dažkārt neraksta.

Temperatūras mērvienībās 1 eV atbilst 11 604,505(20) kelviniem. Ideālai vienatomu gāzei parastā temperatūrā (300K) katrai brīvības pakāpei atbilst 0,013 eV liela enerģija. Tā kā gāzes atomiem ir 3 brīvības pakāpes, katra atoma kopējā enerģija ir 3 reizes lielāka (sk. arī Bolcmaņa konstante).

Elektronvolta molārais ekvivalents

Ķīmijā bieži tiek izmantots elektronvolta molārais ekvivalents, kas vienāds ar 1 eV reizinājumu ar Avogadro skaitli. Skaitliski tas atbilst 96 485,3383(83) J jeb Faradeja konstantei. Ja viens mols elektronu tiek pārnests starp punktiem ar potenciālu starpību 1 V, tad tas iegūst vai zaudē elektronvolta molārajam ekvivalentam atbilstošu enerģiju.

Daudzkārtņi

Kodolfizikā un elementārdaļiņu fizikā parasti izmanto elektronvolta daudzkārtņus - kiloelektronvoltu (1 keV=10³ eV), megaelektronvoltu (1 MeV=10⁶ eV), gigaelektronvoltu (1 GeV=10⁹ eV), teraelektronvoltu (1 TeV=10¹² eV).

Dažu enerģiju vērtības elektronvoltos

Enerģijas veids	Vērtība
Molekulas siltumkustības enerģija istabas temperatūrā	0,025 eV
Ūdeņraža atoma jonizācijas enerģija	13,6 eV
Elektrona enerģija televizora kineskopā	apmēram 20 keV
Alfa daļiņas enerģija	2-10 MeV
Beta un gamma daļiņu enerģijas	līdz 20 MeV
Kosmisko staru daļiņu enerģija	1 MeV līdz 1000 TeV