Elektronenvolt: Unterschied zwischen den Versionen

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Das '''Elektronenvolt''' oder '''Elektronvolt''' mit dem [[Einheitenzeichen]] '''eV''' ist eine in der [[Atomphysik]], [[Kernphysik]] und [[Teilchenphysik]] verwendete [[Maßeinheit]] für die [[Energie]]. Die Energie kann damit in einer für die atomaren und subatomaren Dimensionen handlichen Größe ausgedrückt werden und ist darum auch zum Gebrauch mit dem [[SI-System]] zugelassen.
Das '''Elektronenvolt''' oder '''Elektronvolt''' mit dem [[Einheitenzeichen]] '''eV''' ist eine in der [[Atomphysik]], [[Kernphysik]] und [[Teilchenphysik]] verwendete [[Maßeinheit]] für die [[Energie]]. Die Energie kann damit in einer für die atomaren und subatomaren Dimensionen handlichen Größe ausgedrückt werden und ist darum auch zum Gebrauch mit dem [[SI-System]] zugelassen.
== Definition ==


1 Elektronenvolt entspricht der [[Kinetische Energie|kinetischen Energie]], die ein [[Elektron]] in einem [[Elektrisches Feld|elektrischen Feld]] durch eine [[elektrische Spannung|Spannungsdifferenz]] von 1 [[Volt]] hinzugewinnt. In [[Joule]] umgerechnet ergibt sich folgender Zusammenhang:
1 Elektronenvolt entspricht der [[Kinetische Energie|kinetischen Energie]], die ein [[Elektron]] in einem [[Elektrisches Feld|elektrischen Feld]] durch eine [[elektrische Spannung|Spannungsdifferenz]] von 1 [[Volt]] hinzugewinnt. In [[Joule]] umgerechnet ergibt sich folgender Zusammenhang:
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:<math>\mathrm{1 \; eV = 1{,}602\,176\,6208 \cdot 10^{-19} \; J}</math>
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Die im [[SI-System]] üblichen [[Vorsätze für Maßeinheiten]] können verwendet werden:
== Das Elektronenvolt als Masseeinheit ==
 
* '''meV''' ('''Millielektronenvolt'''; 10<sup>−3</sup>&nbsp;eV). Bei [[Raumtemperatur]] beträgt die [[thermische Energie]] [[freies Teilchen|freier Teilchen]] etwa 25&nbsp;meV
* '''keV''' ('''Kiloelektronenvolt'''; 10<sup>3</sup>&nbsp;eV). Die Energie der [[Photon]]en der [[Röntgenstrahlung]] liegt bei etwa 1–250&nbsp;keV
* '''MeV''' ('''Megaelektronenvolt'''; 10<sup>6</sup>&nbsp;eV). Die [[Ruheenergie]] eines [[Elektron]]s beträgt etwa 0,511&nbsp;MeV
* '''GeV''' ('''Gigaelektronenvolt'''; 10<sup>9</sup>&nbsp;eV). Die Ruheenergie eines [[Proton]]s beträgt rund 0,94&nbsp;GeV
* '''TeV''' ('''Teraelektronenvolt'''; 10<sup>12</sup>&nbsp;eV). Protonen im [[w:Large Hadron Collider]]&nbsp;(LHC) am [[w:CERN|CERN]] erreichen eine maximale [[kinetische Energie]] von 6,5&nbsp;TeV
* '''PeV''' ('''Petaelektronenvolt'''; 10<sup>15</sup> eV). Im Hochenergie-Neutrino-Observatorium [[w:IceCube|IceCube]] detektierte [[Neutrino]]s erreichen bis zu 2,5 PeV.<ref>{{Internetquelle |url=https://cerncourier.com/event-view-of-highest-energy-neutrino-detected-by-icecube/ |titel=Event view of highest energy neutrino detected by IceCube – CERN Courier |zugriff=2019-01-02}}</ref>


Durch die [[Äquivalenz von Masse und Energie]] kann die [[Masse (Physik)|Masse]] von [[Teilchen]] auch in Elektronenvolt angegeben werden:
Aufgrund der [[Äquivalenz von Masse und Energie]] kann die [[Masse (Physik)|Masse]] von [[Teilchen]] auch in Elektronenvolt angegeben werden:


:<math>E = m c^2 \quad \Leftrightarrow \quad m = \dfrac{E}{c^2}</math>,
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:<math>1 \, \mathrm{eV} /c^2 \approx 1{,}783 \cdot 10^{-36} \, \mathrm{kg}</math>.
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== Gebräuchliche dezimale Vielfache ==
Die im [[SI-System]] üblichen [[Vorsätze für Maßeinheiten]] können verwendet werden:
* '''meV''' ('''Millielektronenvolt'''; 10<sup>−3</sup>&nbsp;eV). Bei [[Raumtemperatur]] beträgt die [[thermische Energie]] [[freies Teilchen|freier Teilchen]] etwa 25&nbsp;meV
* '''keV''' ('''Kiloelektronenvolt'''; 10<sup>3</sup>&nbsp;eV). Die Energie der [[Photon]]en der [[Röntgenstrahlung]] liegt bei etwa 1–250&nbsp;keV
* '''MeV''' ('''Megaelektronenvolt'''; 10<sup>6</sup>&nbsp;eV). Die [[Ruheenergie]] eines [[Elektron]]s beträgt etwa 0,511&nbsp;MeV
* '''GeV''' ('''Gigaelektronenvolt'''; 10<sup>9</sup>&nbsp;eV). Die Ruheenergie eines [[Proton]]s beträgt rund 0,94&nbsp;GeV
* '''TeV''' ('''Teraelektronenvolt'''; 10<sup>12</sup>&nbsp;eV). Protonen im [[w:Large Hadron Collider|Large Hadron Collider]]&nbsp;(LHC) am [[w:CERN|CERN]] erreichen eine maximale [[kinetische Energie]] von 6,5&nbsp;TeV
* '''PeV''' ('''Petaelektronenvolt'''; 10<sup>15</sup> eV). Im Hochenergie-Neutrino-Observatorium [[w:IceCube|IceCube]] detektierte [[Neutrino]]s erreichen bis zu 2,5 PeV.<ref>{{Internetquelle |url=https://cerncourier.com/event-view-of-highest-energy-neutrino-detected-by-icecube/ |titel=Event view of highest energy neutrino detected by IceCube – CERN Courier |zugriff=2019-01-02}}</ref>


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==


* {{WikipediaDE|Elektronenvolt}}
* {{WikipediaDE|Elektronenvolt}}
== Einzelnachweise ==
<references />


[[Kategorie:Maßeinheit]] [[Kategorie:Maßeinheit (Physik)]]
[[Kategorie:Maßeinheit]] [[Kategorie:Maßeinheit (Physik)]]


{{Wikipedia}}
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Aktuelle Version vom 8. Februar 2020, 10:58 Uhr

Das Elektronenvolt oder Elektronvolt mit dem Einheitenzeichen eV ist eine in der Atomphysik, Kernphysik und Teilchenphysik verwendete Maßeinheit für die Energie. Die Energie kann damit in einer für die atomaren und subatomaren Dimensionen handlichen Größe ausgedrückt werden und ist darum auch zum Gebrauch mit dem SI-System zugelassen.

Definition

1 Elektronenvolt entspricht der kinetischen Energie, die ein Elektron in einem elektrischen Feld durch eine Spannungsdifferenz von 1 Volt hinzugewinnt. In Joule umgerechnet ergibt sich folgender Zusammenhang:

Das Elektronenvolt als Masseeinheit

Aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie kann die Masse von Teilchen auch in Elektronenvolt angegeben werden:

,

wobei

  • für die Energie
  • für die Masse und
  • für die Lichtgeschwindigkeit steht.

Die entsprechende Masseneinheit ist also . Die Umrechnung in Kilogramm lautet:

.

Gebräuchliche dezimale Vielfache

Die im SI-System üblichen Vorsätze für Maßeinheiten können verwendet werden:

Siehe auch

Einzelnachweise


Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Elektronenvolt aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.