Elektronvolt: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Elektronvolt - kao jedinica mase,temperature, kolicine gibanja
mNema sažetka uređivanja
Redak 1:
'''Elektronvolt''' ('''eV''') je [[mjerna jedinica]] za [[energija|energiju]], korištena u [[atomska fizika|atomskoj]] i [[molekularna fizika|molekularnoj fizici]]. Definirana je kao [[kinetička energija]] koju primi [[elektron]] kada je ubrzan [[električno polje|električnim poljem]] kroz [[razlika potencijala|potencijalnu razliku]] od 1 V ([[volt]]) u [[vakuum]]u. Po tome, 1 V (1 [[džul]] / [[kulon]]) pomnožen sa [[elementarni naboj|elementarnim nabojem]] (1 e ili 1.,60217653(14)×10−19 C) daje 1 eV, koji je jednak 1.,60217653(14)×10−19 [[džul|J]].<ref>[http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter4/table7.html ''SI brochure''], Sec. 4.1 Table 7</ref> Povijesno, elektronvolt je smišljen kao jedinica mjere zbog svoje korisnosti u radu sa [[akcelerator čestica|akceleratorom čestica]], jer [[elementarna čestica]] sa nabojem q ima energiju E = q x V, nakon prolaska kroz [[razlika potencijala|razliku potencijala]] V, pa ako se elementarni naboj prikazuje sa e, a potencijal sa V, onda se energija izražava sa eV.
 
1 eV = 1.602{{e|-19}} J ([[džul]]a). Elektronvolti su prikladni za mjerenje energije čestica i [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]]. Energija [[X-zrake|X-zraka]] se izražava u elektronvoltima.
Redak 12:
Elektronvolt nije osnovna mjerna jedinica u [[međunarodni sustav mjernih jedinica|međunarodnom sustavu mjernih jedinica]] i njena vrijednost se mora dobiti pokusima. Ona se dosta koristi u [[fizika|fizici]], pogotovo [[atomska fizika]], [[nuklearna fizika]] i [[fizika elementarnih čestica]].
 
U [[kemija|kemiji]], obično se kinetička energija izražava u jednom [[mol]]u elektrona (6.,02214179(30) × 10<sup>23</sup>) koji prolazi kroz potencijal od 1 volt. To je jednako 96.,48534(2) kJ/mol. Energija [[ionizacija|ionizacije]] se isto izražava u elektronvoltima.
 
==Kao jedinica energije==
*1 eV = 1.,602176487(40)×10<sup>-19</sup> J
*1 eV (po atomu) = 96.,485 kJ/mol <ref>Atkins physical chemistry 9th edition</ref>
 
Za usporedbu:
*~624 EeV (6.,24 x 1020 eV): energija potrebna za jednu 100 W [[električna žarulja|električnu žarulju]] u jednoj sekundi (100 W = 100 J/s = 6.,24 x 1020 eV/s)
*300 EeV (3 x 1022 eV) : [[kozmičke zrake]] sa najvećom energijom ikad snimljene <ref>[http://www.desy.de/user/projects/Physics/General/open_questions.html Open Questions in Physics.] German Electron-Synchrotron. A Research Centre of the Helmholtz Association. Updated March 2006 by JCB. Original by John Baez.</ref>
*14 TeV (14 x 1012 eV) : energija potrebna za sudaranje protona u [[veliki hadronski sudarač|velikom hadronskom sudaraču]]
*1 TeV (1 x 1012 eV = 1.,602×10−7 J) otprilike kinetička energija jednog letećeg [[komarac|komarca]] <ref>[http://public.web.cern.ch/Public/en/Science/Glossary-en.php CERN - Glossary]</ref>
*210 MeV (2.,1 x 108 eV): prosječna energija oslobođena [[nuklearna fisija|nuklearnom fisijom]] jednog atoma [[plutonij]]a Pu-239.
*200 MeV (2.,1 x 108 eV): ukupna prosječna energija oslobođena nuklearnom fisijom jednog atoma [[uranij]]a U-235.
*17.,6 MeV (1,76 x 107 eV): ukupna prosječna energija oslobođena [[nuklearna fuzija|nuklearnom fuzijom]] deuterija i tricija kod dobivanja helija He-4.
*13.,6 eV: energija potrebna za [[ionizacija|ionizaciju]] atoma vodika. Molekularne [[kovalentna veza|kovalentne veze]] imaju energiju veze reda veličine 1 eV po molekuli.
*1.,6 do 3.,4 eV: energija jednog [[foton]]a vidljive svjetlosti
*0.,0375 eV: prosječna kinetička energija jedne [[molekula|molekule]] [[zrak]]a na sobnoj temperaturi
 
==Kao jedinica količine gibanja==
Redak 36:
Na primjer, ako je količina gibanja p elektrona recimo 1 GeV, onda se dobije:
 
<math>p = 1\; GeV/c = \frac{(1 \times 10^{9}) \times (1.,60217646 \times 10^{-19} \; C)\;\cdot\; V}{(2.,99792458 \times 10^{8}\; m/s)} = 5.,344286\times 10^{-19}\; kg\cdot m/s </math>
 
==Kao jedinica mase==
Prema [[ekvivalencija mase i energije|ekvivalenciji mase i energije]], elektrovolt se može izraziti i kao jedinica [[masa|mase]]. Uobičajeno je u fizici elementarnih čestica, gdje se masa i energija mogu često izjednačiti, da se koristi eV/c2, gdje je c brzina svjetlosti u vakuumu.
 
Na primjer, reakcija [[elektron]]a i [[pozitron]]a. Pozitron sa masom 0.,511 MeV/c2c<sup>2</sup> može anihilirati (proces u kojem se čestica sudara sa svojom antičesticom) da bi se dobilo 1.022 MeV energije. Proton ima masu od 0.,938 GeV/c2c<sup>2</sup> , tako da je gigaelektronvolt veoma uobičajena jedinica za masu kod elementarnih čestica.
 
:: 1 GeV/c<sup>2</sup>&nbsp;= 1.,783{{e|−27}} kg
 
[[Atomska jedinica mase]] podijeljena sa [[Avogadrov broj|Avogadrovim brojem]] je skoro masa atoma vodika, koja je skoro i masa jednog protona.
 
::1 atomska jedinica mase - Da = 931.,46 MeV/c<sup>2</sup>&nbsp;= 0.93146 GeV/c<sup>2</sup>
::1 MeV/c<sup>2</sup>&nbsp;= 1.,074{{e|−3}} Da (Dalton)
 
==Kao jedinica temperature==
Redak 54:
U nekim područjima, kao što je fizika [[plazma|plazme]], uobičajeno je elektronvolt upotrebljavati kao jedinicu [[temperatura|temperature]]. Da bismo pretvorili u K (Kelvin) koristi se [[Boltzmannova konstanta]]:
 
:<math>{1 \mbox{ eV} \over k_{\mathrm{B}}} = {1.,602\,176\,53(14) \times 10^{-19} \mbox{ J} \over 1.,380\,6505(24) \times 10^{-23} \mbox{ J/K}} = 11\,604.,505(20) \mbox{ K}.</math>
 
Na primjer, tipična energija magnetskog samoodržanja fuzije plazme je 15 keV, ili 170 MK (170 000 000 K).
Redak 62:
Energija E, frekvencija ν, i valna dužina λ fotona su u odnosu:
 
:<math>E=h\nu=\frac{hc}{\lambda}=\frac{(4.,135 667 33\times 10^{-15}\,\mbox{eV}\,\mbox{s})(299\,792\,458\,\mbox{m/s})}{\lambda}</math>
 
Gdje je h [[Planckova konstanta]], c je brzina svjetlosti u vakuumu. Za brzi proračun može poslužiti formula:
Redak 68:
:<math>E\mbox{(eV)}\approx\frac{1240\,\mbox{eV}\,\mbox{nm}}{\lambda\ \mbox{(nm)}}</math>
 
Na primjer, foton valne dužine 532 nm (zeleno svjetlo) ima energiju otprilike 2.,33 eV. Ili, 1 eV odgovara infracrvenom fotonu valne dužine 1240 nm.
 
==Izvori==