International Physics Masterclasses

Μονάδες ενέργειας

Μάλλον είσαι εξοικειωμένος/η με την μονάδα της ενέργειας Joule. Στην φυσική των σωματιδίων χρησιμοποιούμε την μονάδα του ηλεκτρονιοβόλτ (eV). Ο λόγος είναι ότι οι ενέργειες που μετράμε είναι πολύ μικρές και σχετίζονται με την ενέργεια ενός μοναδικού σωματίδιου.

Ο ορισμός του ηλεκτρονιοβόλτ είναι η κινητική ενέργεια που αποκτά ένα ηλεκτρόνιο όταν κινείται μεταξύ δύο σημείων με διαφορά δυναμικού 1 Volt (V). Η σχέση μεταξύ J και eV είναι:

Συνήθως χρησιμοποιούμε ενέργειες της τάξης μερικών εκατομμυρίων eV, οπότε είναι χρήσιμο να εισάγουμε τα




Με αυτήν την μονάδα, όταν λέμε 1 GeV (1 Giga electron Volt) εννοούμε
1,6 x 10-10 J (0.000000000016 Joule).

Μετατροπή

Για να μετατρέψεις, για παράδειγμα, 14 TeV (ενέργεια της σύγκρουσης πρωτονίου-πρωτονίου στον LHC σε πλήρη λειτουργία) σε J, χρησιμοποιείς τον παραπάνω τύπο και παίρνεις:



που αντιστοιχεί περίπου στην ενέργεια ενός ιπτάμενου κουνουπιού!

Αν έχεις μια μέτρηση σε J και θέλεις να την μετατρέψεις σε eV; Απλά κάνεις:

Οπότε βλέπεις, 1 J είναι περίπου 6 χιλιάδες PeV. 1 J είναι η ενέργεια που έχει ένα μήλο μετά από πτώση 1 μέτρου στο βαρυτικό πεδίο της Γης.

'Ασκηση (οι απαντήσεις βρίσκονται στο τέλος της σελίδας)

  1. Μετάτρεψε 10 GeV σε J.
  2. Μετάτρεψε 100 J σε eV.

Εδώ επιστρέφεις στην κύρια σελίδα της μέτρησης











απαντήσεις: 1.) 1,602 x 10-9J      2.) 6,242 x 105 PeV