# Elektronvolt

**Elektronvolt** (eV) değeri yaklaşık 1.6 x 10−19 J olan enerjiye verilen addır. Tanım olarak bir elektronun, boşlukta, bir voltluk elektrostatik potansiyel farkı katederek kazandığı kinetik enerji miktarıdır. Diğer bir deyişle, 1 volt çarpı elektronun yüküne eşittir. 1 volt (1joule/coulomb J/C) temel yük (e veya 1.602 176 565(35) x 10−19 C) ile çarpıldığında buna eşit olmaktadır.

Elektronvoltun tasarlanma amacı elektrostatik parçacık hızlandırıcılarda bir ölçüm birimi olarak kullanılmasıdır. Hızlandırılan parçacık q yüküne sahiptir ve enerjisi E=qV olarak bulunur.

Elektronvolt SI birimi olmamasına rağmen genelde SI birim sistemi önekleriyle (milli-, kilo-, mega-, giga-, tera-, peta-, exa-) kullanılır. (meV, keV, GeV, TeV, PeV gibi)

| Ölçüm | Birim | Birimin SI Değeri
 |
| --- | --- | --- |
| Enerji | eV | 1,602176565(35)×10-19 J |
| Kütle | eV/*c*2 | 1,782662×10-36 kg |
| Momentum | eV/*c* | 5,344286×10-28 kg⋅m/s |
| Sıcaklık | eV/*k*B | 11604,505(20) K |
| Zaman | *ħ*/eV | 6,582119×10-16 s |
| Uzaklık | *ħc*/eV | 1,97327×10-7 m |

## Kütle

Kütle - enerji eşitliğine göre elektronvolt ayrıca bir kütle birimidir. Fizikte genel parçacıkların kütlesi ve enerjisi sıklıkla birbirinin yerine kullanılır. Örneğin E=mc²
Kütle eşitliğinde 1eV = 1,783x10^-36 kg 'dır.
Örneğin kütleleri 0,511MeV/c² olan bir elektron ve pozitron 1,022MeV enerjiyi yok edebilmektedirler. Proton 0,938GeV/c² kütleye sahiptir. Genel olarak bütün hadronların kütleleri 1GeV/c² civarındadır. Bu nedenle GeV parçacık fiziğinde kütle birimidir.

## Momentum

Yüksek enerji fiziğinde elektronvolt momentum birimi olarak kullanılmaktadır.

1 voltluk potansiyel fark elektronun bu enerjiyi kazanmasına yol açmaktadır. Bu da bize eV 'u momentum birimi olarak kullanabilmemiz için gerekli izni vermektedir.

Momentum boyutlarında birim LT¯1M. Enerji boyutlarında birim L²T¯²M. Bu enerji birimlerini temel bir sabit ile böldüğümüzde (sabit LT¯1 birim hızına sahiptir) enerji birimlerini momentum olarak kullanabilmemiz için gerekli dönüşümün anlaşılmasını kolaylaştırır.
Temel ışık hızı birimi "c" ile gösterilir. Enerjinin (eV) ışık hızına bölünmesi ise bize momentumu verir.

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_0
## Uzaklık

Parçacık fiziğinde doğal birimler sisteminde ışık hızının c kabul edildiği ve planck sabitinin indirgendiği " ħ " boyutsuz ve birimsel eşitlik kapsamında genel olarak: c= ħ=1 kullanılır.

Bu birimlerde mesafeler ve süreler ters enerji birimleriyle ifade edilir. Örneğin partikül saçma uzunlukları genellikle ters parçacık kütlelerinin birimlerinde ifade edilmiştir.

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_2
Yukarıdaki eşitlik ayrıca kararsız bir parçacığın ortalama ömrünü τ olarak verir (saniye cinsinden) ve bozunumunu genişlik açısından Γ (eV cinsinden) bize Γ = ħ/τ.

## Sıcaklık

Bazı alanlarda (plazma fiziği gibi) sıcaklık birimi olarak elektron volt kullanmak çok uygundur.

Sıcaklığı kelvine çevrilmesi kB olarak ifade edilir.

Boltzmann sabiti:

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_4
Örneğin tipik bir manyetik hapsetme füzyon plasma 15 keV veya 170megakelvin sıcaklığa sahiptir.
Bir yaklaşma değeri olarak: kBT 20Co sıcaklıkta, yaklaşık 0,025eV (yaklaşık 290K/11604K/eV) sahiplerdir.

## Özellikleri

Enerjisi "E" frekansı "v" dalgaboyu " λ " olan bir foton için

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_6
kullanılabilir. Burada h Planck sabiti c ışık hızıdır. Bu denklemi

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_8
indirgeyebiliriz.

 Fotonların görünür spektrumdaki enerjileri

## Enerji Karşılaştırmaları

• 5.25×1032 eV: 20 kilotonluk bir nükleer füzyon da açığa çıkan enerji miktarı

• 624EeV: (6,24x1020) 100-watt'lık bir ampulün saniyede harcadığı enerji miktarı

• 300EeV: Tanrı Parçacığının enerjisi

• 1PeV: Antarktika'daki IceCube nötrino teleskobundan iki farklı nötrinodan ölçülen enerji değeri

• 14TeV: büyük hadron çarpıştırıcısının dizayn edilmiş proton çarpıştırma enerjisi.

• 1TeV: uçan bir sivri sineğin kinetik enerjisi

• 125,3 ± 0,6 GeV: Higgs Bozon'unun yaydığı enerji miktarı. LHC'de iki farklı sensör tarafından 5sigma kesinlikle test edilmiştir.

• 210 MeV: Pu-239 atomunun fisyonundan açığa çıkan ortalama enerji miktarıdır.

• 200MeV: U-235 atomunun fisyonundan açığa çıkan ortalama enerji miktarıdır.

• 17,6 MeV: Döteryum ve Trityumun He-4 'ün füzyonu oluşumu esnasında açığa çıkan enerji miktarıdır. Bu enerji kilogram başına 0,41PJ 'dir.

• 1 MeV: Bir elektronun hareketsizken sahip olduğu enerjinin 2 katıdır.

• 13,6 eV: Hidrojen atomunu iyonize edebilmek için gerekli olan enerji miktarıdır.

• 1,6 eV 'den 3,4 eV 'ye: Görünür ışığın foton enerjisidir.

• 25meV: Oda sıcaklığındaki termal enerjinin miktarıdır (kBT). Bir hava molekülü ortalama 38 meV: kinetik enerjiye sahiptir.

• 230 µeV: Kozmik arka plan mikrodalga ışımasının termal enerjisidir (kBT)