전자볼트
'''eV'''
'''e'''lectron '''V'''olts
1. 개요
에너지의 단위로, 보통 줄보다 무진장 낮기에 입자물리학이나 아님 핵물리학에서 쓰인다. 보통 1전자볼트는 전자 하나가 1볼트의 전위를 거슬러 올라갈 때, 혹은 1볼트의 전기장에서 얻는 에너지로 정의한다. 입자 물리학에서 다루는 에너지는 줄보다 작다면 작기에 이런 단위를 쓰는데, 보통 줄과의 차이는 다음과 같다.
1 eV = 1.60217646 × 10-19 J
참고로 플랑크 상수와 관련된 다음과 같은 근사가 있다. 빠르게 계산할 때 요긴하다.
$$hc = 1240 \textrm{ eV nm}, $$
$$\hbar c = 197 \textrm{ eV nm}.$$
2. 전자볼트 단위가 쓰이는 예
eV/c2과 같이 질량의 단위로도 사용하는 것을 볼 수 있는데, 상대성 이론에서 나온 E=mc2 때문에 그렇다. 일상적인 크기에선 킬로그램이라는 단위가 있어서 줄을 질량단위로 사용하는 것을 볼 수 없지만 원자단위 밑으로 내려가면 전자볼트의 사용이 오히려 편하다.
- 5.6 * 1032 eV : 1그램의 전자볼트 환산
- 5.25 * 1032 eV : 20톤 정도의 핵폭탄이 터졌을때의 총 에너지양
- ~624 EeV : 1초동안 100와트의 전구가 소비하는 에너지양
- 300 EeV : OMG 입자[1]의 에너지양
- 1 PeV : 페타 전자볼트. 뉴트리노 감지기인 아이스큐브에서 검출된 뉴트리노 후보의 에너지
- 13 TeV : LHC의 양성자-양성자 충돌 에너지 값[2]
- 1 TeV : 날아다니는 모기의 운동 에너지 값
- 125.3 ± 0.6 GeV: 힉스 보손의 정지 질량
- 939 MeV : 양성자의 정지 질량
- 210 MeV : 플루토늄 239가 분열하면서 내뱉는 에너지의 평균값.
- 200 MeV : 우라늄 235가 분열하면서 내뱉는 에너지의 평균값
- 17.6 MeV : 보통 DT 반응에서 방출되는 에너지.
- 511 keV : 전자의 정지 질량
- 13.6 eV : 수소 원자가 이온화 하기 위한 에너지[3]
- 1.6 ~ 3.4 eV : 가시광선의 광자 에너지
- 1.1 eV : 규소의 에너지 간격
- 25 meV : 방 온도의 열 에너지 kBT. 하나의 공기 분자의 평균 병진 운동 에너지는 38 meV
- 230 µeV : 우주배경복사의 열 에너지 kBT
[1] 말 그대로 Oh My God Particle. 초고에너지 우주선에서 발견되는 입자이다. 142g의 야구공이 93.4km/h의 속도로 날아갈때의 운동에너지량 만큼의 에너지가 입자 하나에 담겨져있다(...)[2] 2015~2023년 동안 운용할 때 사용되는 에너지이다. 2010~2011년도에는 7 TeV, 2012년도에는 8 TeV이었으며, 2023년 이후(페이즈 2)에는 14 TeV로 올려질 에정이다.[3] 화학적으로는 1312 kJ/mol로 이야기한다. 고등학교 물리 및 화학 과정에서 나온다.