Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Електронвольт



План:


Введення

Електронвольт (рідко електроновольт; російське позначення: еВ, міжнародне: eV) - позасистемна одиниця енергії, яка використовується в атомній і ядерній фізиці, у фізиці елементарних частинок і в родинних областях науки (біофізиці, фізхімії, астрофізики і т. п.).


1. Основні відомості

Один електронвольт дорівнює енергії, яка необхідна для перенесення електрона в електростатичному полі між точками з різницею потенціалів в 1 В. Так як робота при перенесенні заряду q дорівнює qU (Де U - Різниця потенціалів), а заряд електрона складає - 1,602 176 487 (40) 10 -19 Кл, то

1 еВ = 1,602 176 487 (40) 10 -19 Дж = 1,602 176 487 (40) 10 -12 ерг.

В фізиці елементарних частинок в електронвольт (і похідних одиницях) зазвичай [1] виражається не тільки енергія, а й маса елементарних частинок [2] [3], виходячи з еквівалентності маси і енергії Е = mc (або m = E / c ), де c - швидкість світла. В одиницях маси [4] 1 еВ = 1,782 661 758 (44) 10 -36 кг, і навпаки, 1 кг = 5,609 589 12 (14) 10 35 еВ. 1 а.е.м. = 931,4 МеВ. Імпульс елементарної частинки також може бути виражений в електронвольт (строго кажучи, в еВ / c ).

Електронвольт - маленька величина і зазвичай застосовуються кратні одиниці: мільйон (мегаелектронвольт, МеВ) і мільярд електронвольт (гігаелектронвольт, ГеВ). Останнє покоління прискорювачів елементарних частинок дозволяє досягти кількох трильйонів електронвольт (тераелектронвольт, ТеВ). Один ТеВ приблизно дорівнює (кінетичної) енергії летить комара [5]

Температура, яка є мірою середньої кінетичної енергії часток, теж іноді виражається в електронвольт, виходячи зі співвідношення температури та енергії частинок в одноатомного ідеального газі E кин = 3 / 2 [6]. У температурних одиницях 1 еВ відповідає 11 604,505 (20) кельвін (див. постійна Больцмана). [1]

У хімії часто використовується молярний еквівалент електронвольт. Якщо один моль електронів перенесений між точками з різницею потенціалів 1 В, він набуває (або втрачає) енергію Q = 96 485,3383 (83) Дж, що дорівнює добутку 1 еВ на число Авогадро. Ця величина чисельно дорівнює постійної Фарадея. Аналогічно, якщо при хімічної реакції в одному молі речовини виділяється (або поглинається) енергія 96,5 кДж, то відповідно кожна молекула втрачає (або отримує) близько 1 еВ.

У електронвольт вимірюється також ширина розпаду Γ елементарних частинок та інших квантовомеханічних станів, наприклад ядерних енергетичних рівнів. Ширина розпаду - це невизначеність енергії стану, пов'язана з часом життя стану τ співвідношенням невизначеностей : \ Gamma = \ hbar / \ tau ). Частка з шириною розпаду 1 еВ має час життя 6,582 118 89 (26) 10 -16 с. Навпаки, Квантовомеханічний стан з часом життя 1 с має ширину 4,135 667 33 (10) 10 -15 еВ.


2. Кратні і частинні одиниці

У ядерній фізиці та фізиці високих енергій зазвичай використовуються похідні одиниці: кілоелектронвольт (кеВ, keV, 10 3 еВ), мегаелектронвольт (МеВ, MeV, 10 6 еВ), гігаелектронвольт (ГеВ, GeV, 10 9 еВ) і тераелектронвольт (ТеВ, TeV , 10 грудня еВ). У фізиці космічних променів, крім того, використовуються петаелектронвольти (ПЕВ, PeV, 15 жовтня еВ) і ексаелектронвольти (ЕеВ, EeV, 18 жовтня еВ). У зонної теорії твердого тіла, фізики напівпровідників та фізики нейтрино - мілліелектронвольти (меВ, meV, 10 -3 еВ).

Кратні Дольне
величина назва позначення величина назва позначення
1 жовтня еВ декаелектронвольт даева daeV 10 -1 еВ деціелектронвольт Дев deV
10 лютого еВ гектоелектронвольт ГеВ heV 10 -2 еВ сантіелектронвольт РЕВ ceV
10 березня еВ кілоелектронвольт кеВ keV 10 -3 еВ мілліелектронвольт меВ meV
10 Червень еВ мегаелектронвольт МеВ MeV 10 -6 еВ мікроелектронвольт мкеВ μeV
10 вересня еВ гігаелектронвольт ГеВ GeV 10 -9 еВ наноелектронвольт неВ neV
10 грудня еВ тераелектронвольт ТеВ TeV 10 -12 еВ пікоелектронвольт ПЕВ peV
15 жовтня еВ петаелектронвольт ПЕВ PeV 10 -15 еВ фемтоелектронвольт феВ feV
18 жовтня еВ ексаелектронвольт ЕеВ EeV 10 -18 еВ аттоелектронвольт аеВ aeV
21 жовтня еВ зеттаелектронвольт Зев ZeV 10 -21 еВ зептоелектронвольт Зев zeV
24 жовтня еВ йоттаелектронвольт ІеВ YeV 10 -24 еВ йоктоелектронвольт іеВ yeV
застосовувати не рекомендується

3. Деякі значення енергій і мас у електронвольт

Теплова енергія поступального руху однієї молекули при кімнатній температурі
0,025 еВ
Енергія іонізації атома водню
13,6 еВ
Енергія електрона в променевій трубці телевізора
Порядку 20 кеВ
Енергії космічних променів
1 МеВ - 1 21 жовтня еВ
Типова енергія ядерного розпаду
альфа-частинки
2-10 МеВ
бета-частинки і гамма-промені
0-20 МеВ
Маси часток
Нейтрино
0,2 - 2 еВ
Електрон
0,510998910 (13) МеВ
Протон
938,272013 (23) МеВ
Планка маса
M_P = \ sqrt {\ frac {\ hbar c} {G}}
≈ 1,2209 19 жовтня ГеВ

Примітки

  1. Науково-популярний доповідь на Президії РАН Л. Б. Окуня - www.gpad.ac.ru / info / contributions / Okun_Prez.pdf
  2. Фізична енциклопедія - www.femto.com.ua/articles/part_2/4671.html / гол. ред. А.М. Прохоров - М .: Велика Російська енциклопедія, 1998. - Т. 5. Стробоскопічні прилади - Яскравість. - С. 545. - 691 с.
  3. У навчальній і науково-популярній літературі маси елементарних частинок частіше виражаються в одиницях СІ або в а.е.м.
  4. В результаті отримуємо вираз маси в одиницях енергії віднесених до квадрату швидкості світла, але при цьому коефіцієнт c опускають, маючи на увазі використання природних одиниць, в яких швидкість світла є одиничною і безрозмірною величиною.
  5. CERN - Glossary - public.web.cern.ch / Public / en / Science / Glossary-en.php: "Electronvolt (eV): A unit of energy or mass used in particle physics". (Англ.)
  6. Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. - М.: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1988. - dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2985/ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru