International Physics Masterclasses

Jednostki energii

Prawdopodobnie doskonale potraficie korzystać z dżula, jako miary energii. W fizyce cząstek jednak używa się czegoś, co nazywamy elektronowoltem (eV). Powód jest prosty - energie, które mierzymy w zderzeniach cząstek, są bardzo małe i odnoszą się do energii poszczególnych cząstek.

Z definicji, elektronowolt to taka ilość energii, którą pojedynczy elektron nabywa podczas poruszania się w polu elektrycznym o potencjale 1 V. Otrzymujemy następujący związek pomiędzy dżulem a elektronowoltem:

Często używamy energii, które są rzędu milionów elektronowoltów, wygodnie jest więc wprowadzić następujące jednostki:




Za pomocą tych jednostek można podać energię jako 1 GeV (giga elektronowolt) zamiast 1,6x10-10J (0.00000000016 Joule).

Przekształcenia

Aby przekształcić, powiedzmy, 14 TeV (energia zderzeń proton - proton w LHC, kiedy osiągnie pełną sprawność) na dżule, należy użyć powyższych wzorów, by otrzymać:



czyli mniej więcej tyle, ile energii ma lecący komar!

A co zrobić, jeżeli mamy pomiar w dżulach, a chcemy go przekształcić na eV? Najprościej:

Zatem, jak widać, 1 dżul to około 6 tysięcy PeV. Jeden dżul to mniej więcej taka energia kinetyczna, jaką małe jabłko otrzymuje, gdy spadnie z 1 metra w ziemskim polu grawitacyjnym.

Ćwiczenie (odpowiedzi można znaleźć na dole strony):

  1. Przekształć 10 GeV na dżule
  2. Przekształć 100 dżuli na eV

Tutaj można powrócić do strony dotyczącej pomiarów.











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