전자 볼트는 진공에서 1 볼트의 전위차를 통해 가속하면서 전자가 획득하는 에너지로 정의됩니다. 이 장치는 계산에 전자, 양성자, 광자 등과 같은 기본 입자가 포함될 때 사용됩니다.
역사
역사적으로, 전자 볼트의 단위는 입자의 에너지 값을 단순화하는 데 유용함에 따라 입자 가속기에 사용되었습니다. 전하 입자의 대부분의 값은 전자 전자 전하의 배수였다. 따라서 계산 목적으로 전자 전하의 값은 표준 단위로 간주됩니다. 나중에, 전자 볼트의 사용은 입자 물리학, 고 에너지 물리학, 플라즈마 물리학 등을 포함한 많은 물리학 분야에 유용했습니다.
왜 전자 볼트가 물리학에 사용됩니까?
입자 물리학에서, 대부분의 하전 입자는 전자의 전자 전하의 다중 에너지를 (이온화로 인한) 에너지를 가지고 있습니다.
그래서 e는 전자의 전하가되도록하자.
q를 하전 된 입자의 전하로하자.
입자의 전하가 전자 전하의 필수 배수가되기 때문에
를 씁니다.q =ne
여기 n은 정수입니다.
전하로 인해 입자의 에너지를 찾으려면 전하 값에 전하 입자 주변의 전위차 (v)의 값을 곱합니다. 따라서 에너지 E의 가치는
입니다e =qv
e =nev (q =ne 이후)
이제 V를 mx1과 동일하게하자. 여기서 m은 전위차의 크기이다.
따라서 e =ne x (m x 1)
e =(n x m) x (1 x e)
n과 m은 모두 스칼라 수량입니다 .1과 E는 각각 전위차와 전하의 치수를 갖습니다. 우리가 곱하기 1과 e가 있다면, 우리는 w =q x v 여기서 w가 작동하고, q는 충전이고 v는 전위차입니다.
e의 값은 e =1.602 x 10–19입니다. 따라서 1xe는 에너지 EV =1.602 x 10-19 줄을 제공합니다.
n과 m은 일정한 숫자이므로 해당 제품도 일정한 숫자라고 말할 수 있습니다. 따라서 n x m =N을하자
위의 계산에서 하전 입자의 총 에너지는 배수의 배수로 EV =1.602 x 10-19로 표현 될 수 있다고 말할 수 있습니다. 이 EV의 값은 전자 볼트라고합니다.
전자 볼트의 단위는 질량, 운동량, 온도, 시간 및 거리의 단위로 사용됩니다.
전자 볼트는 크기에 관계없이 어떤 형태로든 에너지를 표현하는 데 사용될 수 있으므로 전자 볼트의 'EV'기호에 특정 접두사를 사용합니다. X- 레이의 경우 광자의 에너지는 킬로 전자 볼트 또는 '케브'로 표현됩니다. 원자 질량 단위의 경우 질량은 메가 전자 볼트 또는 'Mev'로 표현됩니다.
전자 볼트는 또한 원자의 이온화 전위를 발현하는 데 사용됩니다. 수소 원자의 경우 약 -13.6 eV/N2로 표현됩니다. 여기서 N은 Bohr의 수소 원자 모델에 따라 허용되는 불연속 에너지 수준의 수입니다.
참고 :이후 연구에서 e의 필수 다중가 아닌 전하가있는 입자가 있음이 밝혀졌습니다. 예를 들어, ⅔ e에 대한 쿼크.
전자 볼트 (EV)의 적용
1. 질량 단위로서
입자 물리학에서 입자의 질량은 EV/C2의 단위로 표현됩니다. 질량은 C가 1으로 설정된 자연 시스템을 사용하여 EV 측면에서 일반적으로 표현됩니다. 이것은 아인슈타인의 공식 E =MC2의 질량 에너지 등가의 결과로 가능합니다.
.전자 볼트로 표현 된 1 개의 원자 질량 단위의 값은
입니다.1 u =931.4941 mev/c2
2. 운동량 단위로서
에너지를 빛의 속도로 나누어 입자의 운동량을 얻을 수 있습니다. 고 에너지 물리학에서 운동량은 일반적으로 전자 볼트의 관점에서 빛의 속도로 나뉘어져 있습니다.
3. 거리 단위로서
입자 물리학에서 입자 산란 길이는 종종 역 에너지 단위, 주로 전자 볼트로 표현됩니다. 또한, 광자의 파장은 전자 볼트 측면에서 광자의 에너지에 동등한 에너지를 갖는 전자 볼트의 관점에서 발현된다.
.4. 온도 단위
혈장 물리학에서 온도는 전자 볼트로 표현됩니다. 여기서, 전자 볼트는 볼츠만 상수 KB로 나뉘어 켈빈 스케일에서 온도를 얻습니다. 1 EV Boltzmann Constant로 나뉘어 진 온도는 11604.5182 K입니다. 온도의 값을 살펴보면 고온과 관련된 계산의 경우 켈빈 전자 볼트 변환을 사용하여 계산을 단순화 할 수 있음을 알 수 있습니다.
.5. 시간 단위로서
Planck의‘H’를 전자 볼트로 일정하게 나누는 것
h/(2xπxev) =6.582 x 10-16 s
이 시간 EV 관계는 우리에게 상수를 줄 것입니다. 이는 반감기가 짧은 입자와 관련된 계산에 매우 도움이됩니다.
결론
전자 볼트는 주로 입자 물리학 및 고 에너지 물리학에 중요한 적용을 갖는 에너지 단위입니다. 그것은 계산을 단순화하는 데 도움이되고 일반적인 에너지 단위 (줄)에서 분석하기 어려운 데이터에 대한 더 나은 통찰력을 제공하는 데 도움이됩니다.
.1 전자 볼트의 값은 1ev =1.602 x 10-19 Joules입니다.
