전자볼트

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eV
electron Volts

1. 개요
2. 전자볼트 단위가 쓰이는 예


1. 개요[편집]


에너지의 단위로, 보통 보다 스케일이 무진장 작기에 입자 물리학이나 핵물리학에서 쓰인다. 1전자볼트는 전자 하나가 1볼트의 전위를 거슬러 이동할 때 필요한 에너지, 혹은 1볼트의 전기장에서 얻는 에너지로 정의한다. 줄과의 구체적인 관계는 다음과 같다.
[math(1{\rm\,eV} = 1.602\,176\,634\times10^{-19}{\rm\,J})]
[math({\rm V} = {\rm J/C})], 즉 [math(\rm CV = J)]이므로 사실상 기본 전하량 [math(e = 1.602\,176\,634\times10^{-19}{\rm\,C})]의 수치에 [math(\rm J)]을 갖다 붙인 것으로 이해하면 된다.

참고로 플랑크 상수와 관련된 다음과 같은 근사가 있다. 빠르게 계산할 때 요긴하다.
[math(\begin{aligned}hc &\fallingdotseq 1240{\rm\,eV{\cdot}nm} \\ \hbar c &\fallingdotseq 197.3{\rm\,eV{\cdot}nm}\end{aligned})]


2. 전자볼트 단위가 쓰이는 예[편집]


[math({\rm eV}/c^2)]과 같이 질량의 단위로도 사용하는 것을 볼 수 있는데, 상대성 이론에서 나온 [math(E=mc^2)] 때문에 그렇다. 사실 그보다 c = 1라서 그렇다[1] 일상적인 크기에선 킬로그램이라는 단위가 있어서 을 질량단위로 사용하는 것을 볼 수 없지만 원자단위 밑으로 내려가면 전자볼트의 사용이 오히려 편하다.
  • 624 EeV : 1초동안 100와트 전구가 소비하는 에너지양
  • 300 EeV : OMG 입자[2]의 에너지양
  • 1 PeV : 중성미자 감지기인 아이스큐브에서 검출된 뉴트리노 후보의 에너지
  • 13 TeV : LHC의 양성자-양성자 충돌 에너지 값[3]
  • 1 TeV : 날아다니는 모기의 운동 에너지 값
  • 125.3 ± 0.6 GeV/c2: 힉스 보손의 정지 질량
  • 939 MeV/c2 : 양성자의 정지 질량
  • 210 MeV : 플루토늄 239가 분열하면서 방출되는 에너지의 평균값
  • 200 MeV : 우라늄 235가 분열하면서 방출되는 에너지의 평균값
  • 17.6 MeV : DT 반응에서 방출되는 에너지의 평균값
  • 511 keV/c2 : 전자의 정지 질량
  • 13.6 eV : 수소 원자 1개가 이온화 하기 위한 에너지[4]
  • 1.6 ~ 3.4 eV : 가시광선광자당 에너지
  • 1.1 eV : 규소띠틈
  • 25.693 meV : 상온의 열 에너지. 공기 분자의 평균 병진 운동 에너지는 38.539 meV
  • 234.8 µeV : 우주배경복사의 열 에너지.


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[1] 사실 에너지의 단위를 [math(c^2)]으로 나눠준 시점에서 이미 [math(c\to1)]의 규격화를 해준 것과 같다. [math({\rm eV}/c^2)]에 [math(c\to1)]을 적용하는 것은 자연 단위계의 구축 원리를 잘못 이해한 것이다.[2] #위키 말 그대로 Oh My God Particle. 초고에너지 우주선에서 발견되는 입자이다. 이걸 줄로 환산하면 대략 48 J로 142 g의 야구공이 93.4 km/h의 속도로 날아갈 때의 운동에너지 만큼의 에너지가 입자 하나에 담겨져 있다(...) 1991년 10월 15일 발견[3] 2015~2023년 동안 운용할 때 사용되는 에너지이다. 2010~2011년도에는 7 TeV, 2012년도에는 8 TeV이었으며, 2023년 이후(페이즈 2)에는 14 TeV로 올려질 에정이다.[4] 화학 분야의 '이온화 에너지'는 '[math(1\rm\,mol)]당 에너지'이기 때문에 이 수치를 [math(\rm J)] 단위로 환산하고 아보가드로 상수 [math(N_{\rm A} = 6.022\,146\,76\times10^{23}{\rm\,mol^{-1}})]을 곱한 값인 1312 kJ/mol을 다루는 경우가 많다. 고등학교 물리 및 화학 과정에서 나온다.