Elektronivoltti

Elektronivoltti (symboli eV) on energian yksikkö, jota käytetään usein atomi- ja ydinfysiikassa. Se on suuruudeltaan energiamäärä, jonka elektroni saa kulkiessaan tyhjiössä yhden voltin suuruisen potentiaalieron lävitse.[1] Yksi elektronivoltti vastaa siis yhtä volttia kerrottuna alkeisvarauksella. SI-yksikköinä 1 eV = 1,602176634·10-19 J.

Hiukkasfysiikassa megaelektronivolttia (1 MeV = 106 eV) käytetään myös massan yksikkönä mitattaessa alkeishiukkasten massoja. Tämä perustuu massan ja energian ekvivalenssiin ja suppean suhteellisuusteorian kaavaan

E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} ,

missä E tarkoittaa energiaa, m massaa ja c valon nopeutta tyhjiössä. Näitä yksiköitä käyttäen elektronin massa on noin 0,5 MeV ja protonin massa noin 940 MeV.[2]

Elektronivoltit ja lämpötila

Tietyillä fysiikan alueilla, esimerkiksi plasmafysiikassa on käytännöllistä käyttää elektronivolttia lämpötilan yksikkönä. Elektronivoltin muunnos kelvin-asteiksi (symboli K) määritellään käyttäen Boltzmannin vakiota kB:

1  eV k B = 1,602 176634 × 10 − 19 J 1,380 649 × 10 − 23 J/K = 11604,501 812  K. {\displaystyle {1{\mbox{ eV}} \over k_{B}}={1{,}602176634\times 10^{-19}{\mbox{J}} \over 1{,}380649\times 10^{-23}{\mbox{J/K}}}=11604{,}501812{\mbox{ K.}}}

Esimerkiksi tyypillinen magneettisesti rajoitetun fuusion plasma on 15 keV, tai 175 megakelviniä.

SI-kertoimet

Kerroin Nimi Tunnus Kerroin Nimi Tunnus
100 elektronivoltti eV      
101 dekaelektronivoltti daeV 10−1 desielektronivoltti deV
102 hehtoelektronivoltti heV 10−2 senttielektronivoltti ceV
103 kiloelektronivoltti keV 10−3 millielektronivoltti meV
106 megaelektronivoltti MeV 10−6 mikroelektronivoltti μeV
109 gigaelektronivoltti GeV 10−9 nanoelektronivoltti neV
1012 teraelektronivoltti TeV 10−12 pikoelektronivoltti peV
1015 petaelektronivoltti PeV 10−15 femtoelektronivoltti feV
1018 eksaelektronivoltti EeV 10−18 attoelektronivoltti aeV
1021 tsettaelektronivoltti ZeV 10−21 tseptoelektronivoltti zeV
1024 jottaelektronivoltti YeV 10−24 joktoelektronivoltti yeV

Lähteet

  1. ↑ James E. Martin: Physics for radiation protection: a handbook, 2. painos, s. 22. Wiley-VCH, 2006. ISBN 9783527406111. (englanniksi)
  2. ↑ "MAOL taulukot", 2–4. painos, sivu 107. Otava, 2007