Elettronvolt a joule (eV a J) convertitore

Cos’è un convertitore da elettronvolt a joule?

Un convertitore da elettronvolt a joule è uno strumento online che traduce i valori di energia espressi in elettronvolt (eV) in joule (J), e viceversa. Le due unità descrivono la stessa grandezza fisica — l’energia — ma si collocano alle estremità opposte della scala. Il joule è l’unità SI utilizzata per le grandezze quotidiane e ingegneristiche, mentre l’elettronvolt è un’unità minuscola e conveniente, prediletta nella fisica atomica, nucleare e delle particelle, dove il joule ti costringerebbe a trascinare lunghe sequenze di esponenti negativi.

Poiché un singolo elettronvolt è una quantità di energia straordinariamente piccola, il convertitore è più utile quando devi confrontare un processo microscopico (l’energia di un fotone, l’energia di legame di un elettrone, l’energia a riposo di una particella) con valori macroscopici basati sul SI.

Come funziona

Per definizione, un elettronvolt è l’energia cinetica che un elettrone acquisisce quando viene accelerato attraverso una differenza di potenziale elettrico di un volt. Poiché l’energia è uguale alla carica moltiplicata per la tensione, e la carica elementare è fissata esattamente a 1,602176634 x 10⁻¹⁹ coulomb nel sistema SI, l’elettronvolt è vincolato a un valore esatto in joule:

• 1 eV = 1,602176634 x 10⁻¹⁹ J (esatto, per definizione dalla ridefinizione del SI del 2019)

Per convertire nell’altra direzione, dividi per la stessa costante. Un joule è una quantità colossale di energia su scala atomica, pari a circa 6,241509074 x 10¹⁸ elettronvolt. Il convertitore gestisce anche unità di energia correlate come kilojoule (kJ), megajoule (MJ) e calorie (cal) sul lato dei joule, scalando il risultato di conseguenza.

Formula

Per convertire gli elettronvolt in joule, moltiplica per la carica elementare in coulomb:

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

Per riconvertire i joule in elettronvolt, dividi per la stessa costante:

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

Tabella di conversione da elettronvolt a joule

La tabella seguente elenca i valori comuni di elettronvolt e i loro equivalenti in joule. Nota come le cifre in joule rimangano estremamente piccole, che è esattamente il motivo per cui i fisici ricorrono all’elettronvolt.

Esempi

Esempio 1: Convertire 1 elettronvolt in joule

La conversione fondamentale usa la costante direttamente. Un elettronvolt equivale a:

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

Esempio 2: Convertire 5 elettronvolt in joule

Un fotone di luce dal visibile all’ultravioletto potrebbe trasportare alcuni elettronvolt di energia. Cinque elettronvolt si convertono in:

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

Esempio 3: Convertire 1 joule in elettronvolt

Andare nella direzione opposta rivela quanto sia grande un joule su scala atomica. Un joule equivale a:

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

Si tratta di oltre sei miliardi di miliardi di elettronvolt racchiusi in un solo joule.

Note

• Dalla ridefinizione delle unità di base del SI del 2019, la carica elementare è un valore esatto, quindi il fattore di conversione da eV a J è esatto anziché misurato. Riferimenti più vecchi potrebbero citare un’ultima cifra leggermente diversa.
• I problemi di fisica usano spesso multipli dell’elettronvolt: kilo (keV = 10³ eV), mega (MeV = 10⁶ eV) e giga (GeV = 10⁹ eV). Moltiplica la cifra in eV per il prefisso prima di convertire.
• L’elettronvolt è un’unità di energia, non di tensione, nonostante il nome. Tensione ed energia sono correlate solo attraverso la carica che viene spostata.
• Poiché gli equivalenti in joule degli elettronvolt sono così piccoli, la notazione scientifica è il modo pratico per leggere questi risultati.

Domande frequenti

Quanti joule ci sono in 1 elettronvolt?

Un elettronvolt equivale esattamente a 1,602176634 x 10⁻¹⁹ joule. Questo è il valore della carica elementare in coulomb, ed è stato fissato per definizione dalla ridefinizione del SI del 2019.

Quanti elettronvolt ci sono in 1 joule?

Un joule corrisponde a circa 6,241509074 x 10¹⁸ elettronvolt — più di sei trilioni. Lo si ottiene dividendo 1 per il fattore di conversione 1,602176634 x 10⁻¹⁹.

Perché i fisici usano gli elettronvolt invece dei joule?

Nella fisica atomica, nucleare e delle particelle, le energie coinvolte sono minuscole se espresse in joule, portando a esponenti scomodi. L’elettronvolt mantiene i numeri in un intervallo leggibile — pochi eV per i legami chimici, keV per i raggi X, MeV per le reazioni nucleari e GeV o TeV per gli acceleratori di particelle.

L’elettronvolt è un’unità SI?

No. L’elettronvolt non è un’unità SI, ma è accettato per l’uso accanto al SI per via della sua importanza pratica in fisica. Il joule rimane l’unità ufficiale SI dell’energia.

Cosa significa il prefisso in keV, MeV o GeV?

Sono multipli metrici standard dell’elettronvolt: keV è mille eV, MeV è un milione di eV e GeV è un miliardo di eV. Per convertire uno qualsiasi di essi in joule, moltiplica prima per il prefisso, poi per 1,602176634 x 10⁻¹⁹.

Questo convertitore può gestire anche kilojoule e calorie?

Sì. Il lato dei joule del convertitore supporta joule, kilojoule, megajoule e calorie, così puoi leggere la tua energia in elettronvolt in qualunque di queste unità sia più comoda.