Electronvoltio

Su valor es 1,602 176 634 × 10−19 J.[1]​ Es una de las unidades aceptadas para su uso en el Sistema Internacional de Unidades, pero que no pertenece estrictamente a él.En la actualidad, con los más potentes aceleradores de partículas, se han alcanzado energías del orden del teraelectronvoltio TeV (un ejemplo es el gran colisionador de hadrones, LHC, que está preparado para operar con una energía de hasta 14 teraelectronvoltios).La unidad de energía del SI es el julio (J).La unidad electronvoltio, entonces todavía conocida como el "voltio equivalente", se utilizó por primera vez en 1912 en Philosophical Magazine en un artículo de Karel Taylor Compton y Owen Willans Richardson sobre El efecto fotoeléctrico.UU., con el desarrollo de la física de partículas, se empezó a utilizar la unidad BeV (o bev o Bev), donde B representaba un billón (del inglés " billion ").En 1948, sin embargo, la IUPAP rechazó su uso y prefirió el uso del prefijo gig para mil millones de electronvoltios, por lo que la unidad se abrevia GeV.[3]​ En algunas publicaciones antiguas, se usa "ev" como abreviatura de electronvoltio.Según la misma clave, se nombró al acelerador Tevatron (1983-2011, Illinois), que aceleraba protones y antiprotones a energías de hasta 1 TeV.El nombre Zevatron se usa a veces con exageración para fuentes astrofísicas naturales de partículas con energías de hasta 1021 eV (prefijo zetta).Nunca antes se había registrado la mayor energía de una sola partícula.[6]​ Por equivalencia masa-energía, el electronvoltio corresponde a una unidad de masa.Para convertir a electronvoltio masa-equivalente, utilice la fórmula: En determinados campos, tal como la física del plasma, es conveniente utilizar el electronvoltio para expresar temperaturas.El electronvoltio es dividido por la constante de Boltzmann para convertir a la escala Kelvin: Donde kB es la constante de Boltzmann, K es el Kelvin,la unidad de temperatura, J el Julio, la unidad de energía del SI, y eV el electronvoltio.En forma aproximada: kBT es 0.025 eV (≈ 290 K/11604 K/eV) a una temperatura de 20 °C.Por ejemplo, si el momento p de un electrón se dice que es de 1 GeV, por lo que la conversión a MKS se realiza como:En estas unidades, tanto distancias como tiempos son expresados en unidades de energía inversas (mientras que energía y masa son expresados en las mismas unidades, véase equivalencia masa energía).[11]​ Por lo tanto, la unidad es útil donde las energías típicas son muy pequeñas, es decir, en un mundo de partículas.[12]​ El acelerador de partículas más grande (LHC) suministra a cada protón 7 TeV.[13]​ Al romper un solo núcleo de uranio 235U, se liberan aproximadamente 215 MeV.Por ejemplo, el rendimiento de un fototubo se mide en phe/keVee (fotoelectróns por keV de energía equivalente al electrón).La relación entre eV, eVr y eVee depende del medio en el que tiene lugar la dispersión, y debe establecerse empíricamente para cada material.En la práctica técnica, es ventajoso que para partículas con carga elemental, el cambio de energía en electronvoltios corresponda directamente al voltaje eléctrico en voltios por el cual la partícula es acelerada (o frenada).Un ejemplo es un aparato para observar un efecto fotoeléctrico externo, donde se utiliza un campo eléctrico de frenado para determinar la energía de los electrones.La luz (u otra radiación) pasa a través de una ventana hacia un matraz vacío y golpea un cátodo para arrancar electrones de su superficie.Vuelan a través de la rejilla, golpeando el ánodo y creando una corriente eléctrica en el circuito, que medimos con un microamperímetro.Para determinar la energía de los electrones voladores, configuramos usando un potenciómetro tensión de frenado entre el cátodo y la red.Este campo eléctrico devuelve pocos electrones de energía al cátodo y no participan en la conducción de corriente.La energía cinética necesaria en electronvoltios corresponde directamente a la tensión de frenado en voltios.Esto significa que la luz suministra electrones con una energía cinética de 1,2 electronvoltios.En la práctica, por lo tanto, a menudo comparamos el valor desconocido de la energía de la partícula directamente con el electrón-voltio y no con las unidades del sistema SI.