इलेक्ट्रॉन वोल्ट

इलेक्ट्रॉन वोल्ट या विद्युदणु वोल्ट(चिह्न eV) ऊर्जा की इकाई है। यह गतिज ऊर्जा की वह मात्रा है, जो एक इलेक्ट्रॉन द्वारा निर्वात में एक वोल्ट का विभवांतर पार करने पर प्राप्त की जाती है। सरल शब्दों में, यह 1 वोल्ट तथा 1 एलेक्ट्रानिक आवेश (e) के गुणनफल के बराबर होती है, जहाँ एक वोल्ट = एक जूल प्रति कूलम्ब है।^[1]।

इलेक्ट्रॉन वोल्ट

[[File: Electron volt cs ||इलेक्ट्रॉन की शक्ति]] इलेक्ट्रॉन की शक्ति

एक इलेक्ट्रॉन वोल्ट अति लघु मात्रा की ऊर्जा है:

1 eV = 1.602 176 53 ×10⁻¹⁹ जूल^[2] (या लगभग 0.160 aJ)

भार के मापन हेतु

अल्बर्ट आइन्स्टाइन के अनुसार, ऊर्जा भार के तुल्य है, जैसा कि प्रसिद्ध भार-ऊर्जा-तुल्यता सूत्र में व्यक्त भी है: E = mc² (1.0000 kg = 89.876 PJ). अतः यह भौतिक कणों हेतु सामान्य है, जहाँ ारअऔर ऊर्जा प्रायः परस्पर बदलते रहते हैं, eV/c² या सरलतर eV को भार की इकाई हेतु प्रयोग करते हुए.

उदाहरणतः, एक विद्युदणु और धनाणु (पाजी़ट्रान), दोनों के भार 0.511 MeV/c², को मिटा कर 1.022 MeV ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है, प्राणु (प्रोटोन) का भार है 0.938 GeV/c², जिससे GeV/c² कणिक भौतिकी की बडी़ सुविधाजनक इकाई बनती है।

1 eV/c² = 1.783×10⁻³⁶ kg

1 keV/c² = 1.783×10⁻³³ kg

1 MeV/c² = 1.783×10⁻³⁰ kg

1 GeV/c² = 1.783×10⁻²⁷ kg

1 TeV/c² = 1.783×10⁻²⁴ kg

1 PeV/c² = 1.783×10⁻²¹ kg

1 EeV/c² = 1.783×10⁻¹⁸ kg

ऊर्जा

तुलना हेतु:

• 3.2×10⁻¹¹ joule or 200 MeV - total energy released in nuclear fission of one U-235 atom (on average; depends on the precise break up); this is 82 TJ/kg = 20 kt TNT / kg

• 3.5×10⁻¹¹ joule or 210 MeV - total energy released in fission of one Pu-239 atom (also on average)

• 2.75×10^-12 joule or 17.6 MeV - total energy released in fusion of Deuterium and Tritium to form Helium-4 (also on average); this is 0.41 PJ/kg of product produced

• Molecular bond energies are on the order of an electronvolt per molecule.

• The typical atmospheric molecule has a kinetic energy of about 1/40 eV. This corresponds to room temperature.

अंतरण कारक:

• 1 eV per amu is 96.5 MJ/kg

फ़ोटोन के गुण

एक प्रकाशाणु के ऊर्जा E, आवृत्ति f और तरंगदैर्घ्य λ का संबंध है:

${\displaystyle E=hf={\frac {hc}{\lambda }}={\frac {1240~{\rm {nm}}}{\lambda }}{\rm {~eV}}}$

जहाँ h है प्लैंक स्थिरांक और c है प्रकाश की गति. उदाहरणार्थ, प्रत्यक्ष प्रकाश के वर्णक्रम में 400 nm से 700 nm तक की तरंगें होती हैं। प्रत्यक्ष प्रकाश के प्रकाशाणुओं में ऊर्जाएं होती हैं:

${\displaystyle E_{min}={\frac {1240~{\rm {nm}}}{700~{\rm {nm}}}}{\rm {~eV=1.77~{\rm {eV}}}}}$

to

${\displaystyle E_{max}={\frac {1240~{\rm {nm}}}{400~{\rm {nm}}}}{\rm {~eV=3.10~{\rm {eV}}}}}$.

एक इलेक्ट्रान वोल्ट एक अधोरक्त फ़ोटोन की भी ऊर्जा होती है, जिसकी तरंगदैर्घ्य लगभग 1240 nm है। वैसे ही, 10eV ऊर्जा है पराबैंगनी तरंगदैर्घ्य 124 nm और अधिक के.

समय और दूरी के माप हेतु

कणिक भौतिकी में, दूरियां और समयों को कई बार प्रतिलोम इलेक्ट्रान वोल्ट में भी व्यक्त किया जाता है, कुछ अंतरण कारकों के साथ:^[3]

• ${\displaystyle \hbar }$ = 6.582 118 89(26) x 10^-16 eV s
• ${\displaystyle \hbar c}$ = 197.326 960 2(77) eV nm

तापमान

${\displaystyle {1{\mbox{ eV}} \over k_{B}}={1.60217653(14)\times 10^{-19}{\mbox{J}} \over 1.3806505(24)\times 10^{-23}{\mbox{J/K}}}=11604.505(20){\mbox{ kelvins}}.}$

सन्दर्भ

1. "NIST: Units outside the SI". मूल से 31 अक्तूबर 2009 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 10 जून 2008.
2. Peter J. Mohr and Barry N. Taylor (January 2005). "CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2002" (PDF). Reviews of Modern Physics. 77: 1–107. मूल (PDF) से 6 मार्च 2007 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2006-07-01. An in-depth discussion of how the CODATA constants were selected and determined.
3. K. Hagiwara et al, Review of Particle Physics, Phys. Rev. D66, 010001 (2002)

देखें

• ऊर्जा
• ऊष्मगतिकी

बाहरी कडि़यां

• BIPM's definition of the electronvolt
• https://web.archive.org/web/20080602090815/http://physics.nist.gov/cuu/Constants/ physical constants reference; CODATA data