Electronvoltios a julios (eV a J) convertidor

¿Qué es un convertidor de electronvoltios a julios?

Un convertidor de electronvoltios a julios es una herramienta en línea que traduce valores de energía expresados en electronvoltios (eV) a julios (J), y viceversa. Las dos unidades describen la misma magnitud física — la energía — pero viven en extremos opuestos de la escala. El julio es la unidad del SI utilizada para magnitudes cotidianas y de ingeniería, mientras que el electronvoltio es una unidad diminuta y conveniente, favorecida en la física atómica, nuclear y de partículas, donde el julio le obligaría a arrastrar largas cadenas de exponentes negativos.

Debido a que un solo electronvoltio es una cantidad de energía extraordinariamente pequeña, el convertidor es más útil cuando necesita comparar un proceso microscópico (la energía de un fotón, la energía de enlace de un electrón, la energía en reposo de una partícula) con cifras macroscópicas basadas en el SI.

Cómo funciona

Por definición, un electronvoltio es la energía cinética que gana un electrón cuando se acelera a través de una diferencia de potencial eléctrico de un voltio. Dado que la energía es igual a la carga multiplicada por el voltaje, y la carga elemental se fija en exactamente 1.602176634 x 10⁻¹⁹ culombios en el sistema SI, el electronvoltio queda ligado a un valor exacto en julios:

• 1 eV = 1.602176634 x 10⁻¹⁹ J (exacto, por definición desde la redefinición del SI de 2019)

Para convertir en la otra dirección, divide por la misma constante. Un julio es una cantidad colosal de energía a escala atómica, igual a aproximadamente 6.241509074 x 10¹⁸ electronvoltios. El convertidor también maneja unidades de energía relacionadas como kilojulios (kJ), megajulios (MJ) y calorías (cal) en el lado de los julios, escalando el resultado en consecuencia.

Fórmula

Para convertir electronvoltios a julios, multiplique por la carga elemental en culombios:

$E_{\text{J}} = E_{\text{eV}} \times 1.602176634 \times 10^{-19}$

Para convertir julios de nuevo a electronvoltios, divida por la misma constante:

$E_{\text{eV}} = \frac{E_{\text{J}}}{1.602176634 \times 10^{-19}}$

Tabla de conversión de electronvoltios a julios

La siguiente tabla enumera valores comunes de electronvoltios y sus equivalentes en julios. Observe cómo las cifras en julios se mantienen extremadamente pequeñas, que es exactamente la razón por la que los físicos recurren al electronvoltio.

Ejemplos

Ejemplo 1: Convertir 1 electronvoltio a julios

La conversión fundamental usa la constante directamente. Un electronvoltio equivale a:

$1 \text{ eV} \times 1.602176634 \times 10^{-19} = 1.602176634 \times 10^{-19} \text{ J}$

Ejemplo 2: Convertir 5 electronvoltios a julios

Un fotón de luz visible a ultravioleta podría transportar unos pocos electronvoltios de energía. Cinco electronvoltios se convierten en:

$5 \text{ eV} \times 1.602176634 \times 10^{-19} = 8.01088317 \times 10^{-19} \text{ J}$

Ejemplo 3: Convertir 1 julio a electronvoltios

Ir en sentido contrario revela cuán grande es un julio a escala atómica. Un julio equivale a:

$\frac{1 \text{ J}}{1.602176634 \times 10^{-19}} \approx 6.241509074 \times 10^{18} \text{ eV}$

Eso es más de seis mil millones de miles de millones de electronvoltios contenidos en un solo julio.

Notas

• Desde la redefinición de las unidades base del SI de 2019, la carga elemental es un valor exacto, por lo que el factor de conversión de eV a J es exacto en lugar de medido. Las referencias más antiguas pueden citar un último dígito ligeramente diferente.
• Los problemas de física a menudo usan múltiplos del electronvoltio: kilo (keV = 10³ eV), mega (MeV = 10⁶ eV) y giga (GeV = 10⁹ eV). Multiplique la cifra en eV por el prefijo antes de convertir.
• El electronvoltio es una unidad de energía, no de voltaje, a pesar de su nombre. El voltaje y la energía solo se relacionan a través de la carga que se mueve.
• Debido a que los equivalentes en julios de los electronvoltios son tan pequeños, la notación científica es la forma práctica de leer estos resultados.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos julios hay en 1 electronvoltio?

Un electronvoltio equivale exactamente a 1.602176634 x 10⁻¹⁹ julios. Este es el valor de la carga elemental en culombios, y ha sido fijado por definición desde la redefinición del SI de 2019.

¿Cuántos electronvoltios hay en 1 julio?

Un julio es aproximadamente 6.241509074 x 10¹⁸ electronvoltios — más de seis trillones. Se obtiene dividiendo 1 entre el factor de conversión 1.602176634 x 10⁻¹⁹.

¿Por qué los físicos usan electronvoltios en lugar de julios?

En la física atómica, nuclear y de partículas, las energías involucradas son minúsculas cuando se expresan en julios, lo que da lugar a exponentes incómodos. El electronvoltio mantiene los números en un rango legible — unos pocos eV para enlaces químicos, keV para rayos X, MeV para reacciones nucleares y GeV o TeV para aceleradores de partículas.

¿Es el electronvoltio una unidad del SI?

No. El electronvoltio no es una unidad del SI, pero se acepta su uso junto al SI debido a su importancia práctica en la física. El julio sigue siendo la unidad oficial del SI para la energía.

¿Qué significa el prefijo en keV, MeV o GeV?

Estos son múltiplos métricos estándar del electronvoltio: keV es mil eV, MeV es un millón de eV y GeV es mil millones de eV. Para convertir cualquiera de ellos a julios, multiplique primero por el prefijo y luego por 1.602176634 x 10⁻¹⁹.

¿Puede este convertidor manejar también kilojulios y calorías?

Sí. El lado de los julios del convertidor admite julios, kilojulios, megajulios y calorías, de modo que pueda leer su energía en electronvoltios en cualquiera de esas unidades que le resulte más conveniente.