אלקטרון וולט

יחידת מידה לאנרגיה
(הופנה מהדף אלקטרונוולט)

אלקטרון וולט (eV) הוא יחידת מידה של אנרגיה. אלקטרון וולט אחד שווה לאנרגיה שמקבל אלקטרון חופשי כאשר הוא עובר מפל מתחים של וולט אחד. אלקטרון וולט אחד שווה ‎1.6021766208×10-19 J‎.[1] במונחי מסה, לפי שקילות המסה והאנרגיה, אלקטרון וולט אחד שווה ‎1.782661907×10-36 kg‎.[2]

יחידות של אלקטרון וולט משמשות לעיתים קרובות למדידה של אנרגיות ומסות של עצמים זעירים, כגון חלקיקים יסודיים, האדרונים, גרעינים, אטומים ולעיתים רחוקות יותר, מולקולות. כך, לדוגמה, מסת המנוחה של החלקיק המסיבי בעל המסה הנמוכה ביותר, הניוטרינו, היא כ-0.12 אלקטרון וולט (סכום שלושת הטעמים). מסת המנוחה של החלקיק היסודי בעל המסה הגבוהה ביותר, קוארק עליון, היא כ-172,440,000,000 אלקטרון וולט, או 172.44 ג'יגה אלקטרון וולט (GeV). מסת המנוחה של אלקטרון היא 510.9989461 קילו אלקטרון וולט (keV) וזו של פרוטון היא 938.2720813 מגה אלקטרון וולט (MeV).

כאשר יחידות אלקטרון וולט משמשות למדידת מסה, היחידה אינה אלקטרון וולט לבדו, אלא eV/c2, כלומר, אלקטרון וולט חלקי מהירות האור בריבוע. זאת, בהתאם למשוואה E=mc2. אולם, בדרך כלל, ה-c2 מושמט, מכיוון שמהירות האור היא קבועה. הלכה למעשה, מניחים כי c=1.

המרה טבעית

עריכה

עקב השקילות של יחידות פלאנק, ניתן להמיר גודל נתון של אנרגיה לגודל מסוים של טמפרטורה, תדר, אורך או זמן.

במונחי טמפרטורה, אלקטרון וולט אחד שווה 11,604.5221 קלווין. זאת, לפי קבוע בולצמן והמשוואה E = kBT.

במונחי תדר, אלקטרון וולט אחד שווה 241,798,926,250,375 הרץ או כ-241.8 THz, בערך פי 2.4 מיליון מהתדר של תחנת רדיו המשדרת ב-100 MHz.

במונחי אורך, הרי בהתאם למהירות האור, אלקטרון וולט אחד שווה ‎1.23984197386209×10-6מטר, כלומר, כ-1.24 מיקרון. זה הוא אורך הגל של חלקיק שהמסה שלו (או האנרגיה שלו, במקרה של חלקיק חסר מסה) היא 1 eV.

במונחי זמן, אלקטרון וולט אחד שווה ‎4.135667662×10-15שניות. זה ההפרש בין שיאי גל סמוכים בגל החומר של חלקיק שמסתו היא 1 eV.

דוגמאות

עריכה
הגודל הנמדד האנרגיה
אנרגיית הפוטון של שידור רדיו בתדר 100 MHz 0.0000004135667662 eV
האנרגיה הקינטית הממוצעת למולקולה באוויר בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס ~ 0.026 eV
אנרגיית הפוטון של אור נראה 1.654–3.263 eV
אנרגיית היינון הראשונה של מימן ~ 13.6 eV
מסת אלקטרון 510,998.9461 eV
האנרגיה המשתחררת בעת התפרקות אטום של אורניום-235 202,790,000 eV
מסת פרוטון 938,272,081.3 eV
מסת בוזון היגס ~ 125,000,000,000 eV
האנרגיה הכוללת המקסימלית בהתנגשויות ב-LHC ב-2016 13,000,000,000,000 eV
האנרגיה הרבה ביותר שנצפתה עבור חלקיק כלשהו[3] (קרינת גמא) 1,400,000,000,000,000 eV

ראו גם

עריכה

קישורים חיצוניים

עריכה

הערות שוליים

עריכה
  1. ^ "CODATA Value: electron volt-joule relationship". NIST. 25 ביוני 2015. נבדק ב-28 במרץ 2017. {{cite web}}: (עזרה)
  2. ^ "CODATA Value: electron volt-kilogram relationship". NIST. 25 ביוני 2015. נבדק ב-28 במרץ 2017. {{cite web}}: (עזרה)
  3. ^ Record-breaking light has more than a quadrillion electron volts of energy, Science News, ‏2021-05-21 (באנגלית אמריקאית)