electronvoltio

En física , un electrónvoltio (símbolo eV , también escrito electrón-voltio y electrónvoltio ) es la medida de una cantidad de energía cinética ganada por un solo electrón que acelera desde el reposo a través de una diferencia de potencial eléctrico de un voltio en el vacío. Cuando se usa como unidad de energía , el valor numérico de 1 eV en julios (símbolo J) es equivalente al valor numérico de la carga de un electrón en culombios (símbolo C). Bajo la redefinición de 2019 de las unidades base SI , esto establece 1 eV igual al valor exacto1.602 176 634 × 10 −19 J. [1]

Históricamente, el electronvoltio fue ideado como una unidad de medida estándar por su utilidad en las ciencias de los aceleradores de partículas electrostáticas , debido a que una partícula con carga eléctrica q tiene una energía E = qV después de pasar por el potencial V ; si q se expresa en unidades enteras de carga elemental y el potencial en voltios , se obtiene una energía en eV.

Es una unidad común de energía dentro de la física, ampliamente utilizada en la física del estado sólido , atómica , nuclear y de partículas , y en la astrofísica de alta energía . Se usa comúnmente con los prefijos métricos mili-, kilo-, mega-, giga-, tera-, peta- o exa- (meV, keV, MeV, GeV, TeV, PeV y EeV respectivamente). En algunos documentos más antiguos, y en el nombre Bevatron , se usa el símbolo BeV, que significa mil millones (10 9 ) de electronvoltios; es equivalente al GeV.

Un electronvoltio es la cantidad de energía cinética ganada o perdida por un solo electrón que acelera desde el reposo a través de una diferencia de potencial eléctrico de un voltio en el vacío. Por lo tanto, tiene un valor de un voltio ,1 J/C , multiplicado por la carga elemental del electrón e ,1.602 176 634 × 10 −19  C . [2] Por lo tanto, un electronvoltio es igual a1.602 176 634 × 10 −19  J . [3]

El electronvoltio, a diferencia del voltio, no es una unidad SI . El electronvoltio (eV) es una unidad de energía, mientras que el voltio (V) es la unidad derivada del potencial eléctrico del SI. La unidad SI para la energía es el joule (J).

Por equivalencia masa-energía , el electronvoltio también es una unidad de masa . Es común en física de partículas , donde las unidades de masa y energía a menudo se intercambian, expresar la masa en unidades de eV/ c 2 , donde c es la velocidad de la luz en el vacío (de E = mc 2 ). Es común simplemente expresar la masa en términos de "eV" como una unidad de masa , utilizando efectivamente un sistema de unidades naturales con c establecido en 1. [4] El equivalente de masa de1 eV/ c 2 es

Energía de los fotones en el espectro visible en eV
Grafica de longitud de onda (nm) a energía (eV)
Frecuencia de fotones frente a partículas de energía en electronvoltios . La energía de un fotón varía solo con la frecuencia del fotón, relacionada por la constante de velocidad de la luz. Esto contrasta con una partícula masiva cuya energía depende de su velocidad y masa en reposo . [7] [8] [9] Leyenda
γ: rayos gamma MIR: infrarrojo medio HF: Alta frecuencia.
HX: rayos X duros FIR: Infrarrojo lejano MF: Frecuencia media.
SX: rayos X blandos Ondas de radio LF: Baja frecuencia.
EUV: ultravioleta extremo EHF: Frecuencia extremadamente alta. VLF: muy baja frecuencia.
NUV: ultravioleta cercano SHF: Súper alta frecuencia. VF/ULF: Frecuencia de voz.
Luz visible UHF: Ultra alta frecuencia. SLF: Súper baja frecuencia.
NIR: infrarrojo cercano VHF: Muy alta frecuencia. ELF: Frecuencia extremadamente baja.
Frecuencia: Frecuencia