Elektronvolt (forkortet eV) er en energienhed, som især anvendes inden for atomfysik, kernefysik og partikelfysik. Da atomer og de partikler, de består af, er meget små, behøver man en måleenhed, der passer i størrelse.

Faktaboks

Også kendt som

Elektronvolt nævnes oftest med et dekadisk præfiks. Eksempelvis 1 keV (kiloelektronvolt), som er 1000 elektronvolt, 1 MeV (megaelektronvolt), som er en million elektronvolt, eller 1 GeV (gigaelektronvolt), som er 1 milliard elektronvolt.

En elektron, som tiltrækkes af en elektrisk spænding, vil få fart på, hvilket giver elektronen en bevægelsesenergi (kinetisk energi). Hvis spændingsforskellen er 1 volt, får elektronen den kinetiske energi 1 elektronvolt. Det samme udtryk anderledes: En elektronvolt er defineret som den ændring i kinetisk energi, en elektron får ved at passere en spændingsforskel på 1 V.

I mere normale enheder for energi er 1 eV = (e/C) J = 1,6021766208·10-19 J, hvor e er elementarladningen.

Eksempler på energier i elektrovolt

  • Synligt lys har energi mellem cirka 2 og 3 eV.
  • Løsrivelse af en elektron (ionisering) i et stof kræver typisk ca. 30 eV.
  • Energien af røntgenstråler skal måles i tusinder af elektronvolt, kiloelektronvolt (keV). Der er ikke noget fast energi-interval for røntgenstråling, men typiske energier ligger fra 30 til 140 keV.
  • Gammastråling har ofte energier på hundredtusindvis af elektronvolt (flere hundrede keV) og kan have energier på millioner af elektronvolt, megaelektronvolt (MeV).
  • I partikelfysik er det ikke usædvanligt at arbejde med energier, som skal måles i milliarder af elektronvolt, gigaelektronvolt (GeV).

Elektronvolt som masseenhed

I kernefysik og partikelfysik anvendes enheden elektronvolt ofte til at angive partiklers masse. Ifølge masse-energi-relationen, der er en konsekvens af Einsteins relativitetsteori, svarer en mængde energi til en bestemt masse. Massen vil da have enheden eV/c2, hvor c er lysets hastighed. Når partiklers masse angives, bruger man ofte naturlige enheder, hvor lysets hastighed er defineret lig med 1 (uden enhed), og derfor undlades c2.

Som eksempel svarer 1 atommasseenhed (1 u) til 931.494.102 eV ≈ 931,5 MeV. En proton har en masse som er en smule større end 1 atommasseenhed: mproton = 1,0073 u = 938,3 MeV/c2. I naturlige enheder kan dette udtrykkes sådan, at protonen har en masse på 938,3 MeV.

En elektron har en betydeligt mindre masse, 0,0005485799 u svarende til 0,51099895 MeV ≈ 511 keV. Ved nogle radioaktive henfald+-henfald) udsendes positroner, elektronens antipartikel. Når en elektron og en positron mødes, vil de to partikler udslette hinanden (annihilation) og omdannes til ren energi i form af to gammastråler. Disse gammastråler har hver energi 511 keV, idet partiklernes masse er omdannet til energi. Denne proces udnyttes medicinsk i PET-scanning.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig