единица

электронвольт

Единица энергии, равная энергии, приобретаемой электроном при ускорении через один вольт.
9 статей

Описание

Электронвольт (эВ) — это единица энергии, которая, несмотря на своё название, не ограничивается электроникой. Она определяется как кинетическая энергия, приобретаемая одним электроном при ускорении через разность электрических потенциалов в один вольт. На практике это чрезвычайно малая величина энергии — около 1,6 × 10⁻¹⁹ джоуля, — что делает её естественным мерилом для микроскопического мира атомов, молекул и субатомных частиц.

История

Электронвольт был введён в начале XX века как удобная единица для описания энергий заряженных частиц в вакуумных трубках и ранних ускорителях частиц. Его точное происхождение недостаточно задокументировано, но он стал стандартным с развитием атомной и ядерной физики.

Как это работает

Определение напрямую вытекает из соотношения между электрической потенциальной энергией и зарядом. Когда частица с зарядом, равным заряду электрона (около 1,6 × 10⁻¹⁹ кулона), перемещается через разность потенциалов в один вольт, она приобретает или теряет ровно один электронвольт энергии. Поскольку эта единица очень мала, физики часто используют кратные: кэВ (тысяча), МэВ (миллион) и ГэВ (миллиард) для физики частиц, а также ТэВ для самых высокоэнергетических космических лучей.

Где применяется

Электронвольт является стандартной единицей энергии в физике частиц, астрофизике и материаловедении — от описания энергии связи электронов в атомах (несколько эВ) до энергий частиц в космических лучах (до 10²⁰ эВ). Он также используется для указания энергетического разрешения детекторов и порогов ядерных реакций.

Любопытный факт

Один фотон видимого света несёт около 2–3 электронвольт энергии, поэтому электронвольт удобен для описания оптических и ультрафиолетовых явлений.

Граф понятий →

Статьи по теме · 9

Оптика2026-08-121 минarXiv:2608.12040экспресс
Как электроны расталкивают друг друга: измерение кулоновского отталкивания
Два электрона, вылетевшие с кончика металлической иглы почти одновременно, начинают расталкиваться — это проявление кулоновского отталкивания одноимённых зарядов. Аналогия: два человека, которые одновременно протискиваются в узкую дверь: чем ближе они друг к другу, тем сильнее мешают.
Оптика2026-08-112 минarXiv:2608.10582экспресс
Электронный луч взвесили: измерено давление потока заряженных частиц
Электронный луч — это поток элементарных частиц, несущих электрический заряд. При попадании в материал луч не только нагревает его или выбивает атомы, но и оказывает механическое давление, подобно тому как струя воды толкает подставленную ладонь. До сих пор этот эффект не удавалось измерить напрямую: сила давления чрезвычайно мала, в тысячи раз меньше веса пылинки.
Млечный Путь сдаёт пост: бесшовный переход космических лучей
Тайна главного излома в спектре галактических космических лучей — колена при 3 ПэВ — хранилась почти век. Ещё в 1930-х Фриц Цвикки предположил, что частицы разгоняются ударными волнами сверхновых, но лишь точные данные наших дней позволили заглянуть за кулисы.
Слабая ударная волна на Солнце разгоняет электроны до 122 кэВ
Ударная волна в короне Солнца похожа на звуковой удар от самолёта, только вместо воздуха — раскалённая плазма, а вместо звука — скачок плотности и магнитного поля. 10 марта 2024 года такая волна прошла по западной части солнечного диска.
Квантовая физика2026-03-061 минarXiv:2603.05795экспресс
Квантовый компьютер заглянул в сердце молекулы воды
Молекула воды похожа на крошечную гантель: два атома водорода крепятся к атому кислорода под углом. Эта гантель не стоит на месте — она растягивается, сжимается и вращается. Каждое такое движение имеет свою энергию, как ступеньки лестницы. Чтобы понять, как вода поглощает свет или участвует в химических реакциях, нужно знать высоту этих ступенек.
Нейтрон на просвет
Нейтрон — частица без заряда, но с внутренним устройством. Как мяч, который снаружи кажется гладким, а внутри имеет сложную начинку. Учёные давно хотят понять, как распределены внутри нейтрона электрические и магнитные силы. Для этого его нужно «прощупать» — столкнуть с античастицей и посмотреть, что получится.
Электрический дипольный момент ядра тантала-181: асимметрия, меняющая картину мира
Измеренный дипольный момент тантала-181: 3,39 × 10⁻³² e·см — как заметить смещение на один атом в масштабе Солнечной системы. В типичном атомном ядре распределение заряда сферически симметрично, подобно идеально отцентрированному волчку.
Широкоугольный объектив для субатомного мира
В Jefferson Lab электроны разгоняются до 12 ГэВ и врезаются в протоны, чтобы выпытать их секреты. Но существующие детекторы похожи на фотокамеры с узким полем зрения: либо видно много, но тускло, либо ярко, но крошечный кусочек. Электронное рассеяние — главный инструмент, но статистики не хватает для тонких эффектов.
Лишние электроны в космических лучах
Высоко над Антарктидой воздушный шар поднял прибор, который ловил электроны из космоса. Эти частицы прилетают от далёких взрывов звёзд и других мощных событий. Прибор измерял их энергию — как силу удара. И вот в одном диапазоне энергий ударов оказалось больше, чем предсказывали расчёты. Первый анализ данных показал широкий горб на графике: будто в потоке частиц появилась лишняя струя.