אלקטרון וולט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

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

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

כאשר יחידות אלקטרונוולט משמשות למדידת מסה, היחידה אינה אלקטרונוולט לבדו, אלא eV/c2, כלומר, אלקטרונוולט 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[עריכת קוד מקור | עריכה]

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

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

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

דוגמאות[עריכת קוד מקור | 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 ירוק 2.2 eV
אנרגיית היינון הראשונה של מימן ~ 13.6 eV
מסת אלקטרון 510,998.9461 eV
האנרגיה המשתחררת בעת התפרקות אטום של אורניום-235 ~ 200,000,000 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

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ "CODATA Value: electron volt-joule relationship". NIST. 25 ביוני 2015. בדיקה אחרונה ב-28 במרץ 2017. 
  2. ^ "CODATA Value: electron volt-kilogram relationship". NIST. 25 ביוני 2015. בדיקה אחרונה ב-28 במרץ 2017.