Elektronvolt (eV), jednotka energie částic ve fyzice

Elektronvolt, jednotka používaná v jaderné fyzice a fyzice částic

Elektronvolt (eV) je jednotka energie, která se nejčastěji využívá v jaderné fyzice a fyzice částic. Elektronvolt sice nepatří do soustavy SI, přesto patří ve fyzice k nejpoužívanějším jednotkám energie.

Elektronvolt (eV) je energie, kterou získá elektron (e^-) (mimo jiné je to nejlehčí elementární částice s nenulovou klidovou hmotností) urychlením v elektrostatickém poli ve vakuu s potenciálovým rozdílem jeden volt (V). Lidověji řečeno jde o kinetickou energii (E_k), kterou získá ve vakuu urychlený elektron napětím jednoho voltu. Proto onen elektronvolt (eV).

Stejnou energii získá v elektrostatickém poli jakákoliv další částice se stejně velkým elektrickým nábojem. Například pozitron (antičástice elektronu), mion či proton.

Čtěte také: Planckova konstanta, univerzální fyzikální konstanta

Převeďme si nyní elektronvolt (eV) pro lepší představu na "srozumitelnější" jednotky:

1 eV = 1,602 × 10^-19 J

kde J je joul. Vidíte, že tato energie je opravdu nepatrná a proto užití elektronvoltu v jaderné fyzice, fyzice částic i astrofyzice je velice praktické. Velice často se lze v odborné literatuře setkat s násobky jednotky elektronvoltu. Jsou to:

• keV - kiloelektronvolt (10³ eV)
• MeV - megaelektronvolt (10⁶ eV)
• GeV - gigaelektronvolt (10⁹ eV)
• TeV - teraelektronvolt (10¹² eV)
• PeV - petaelektronvolt (10¹⁵ eV)

V jaderné a částicové fyzice se elektronvolt také využívá k vyjádření hmotnosti či klidové hmotnosti částic. S použitím notoricky známého vztahu Alberta Einsteina E = m × c² si s tímto výpočtem poradíme opravdu jednoduše. Dosadíme za c rychlost světla a za m hmotnost konkrétní částice.

Tak například klidová hmotnost elektronu je 510,998 9461 keV. Klidová hmotnost protonu činí 938,272 MeV a klidová hmotnost neutronu 939,565 379 MeV. A pokračovat bychom mohli dále. Jednotku elektronvolt použili poprvé T. Compton a O. W. Richardson ve svém článku o fotoelektrickém jevu z roku 1912.

Další související články: