Elektronvolt'tan joule'a dönüştürücü (eV'den J'ye)

Elektronvolt’tan joule’a dönüştürücü nedir?

Elektronvolt’tan joule’a dönüştürücü, elektronvolt (eV) cinsinden ifade edilen enerji değerlerini joule’a (J) ve tersine çeviren çevrimiçi bir araçtır. İki birim de aynı fiziksel niceliği — enerjiyi — tanımlar, ancak ölçeğin zıt uçlarında yer alırlar. Joule, günlük ve mühendislik nicelikleri için kullanılan SI birimidir, oysa elektronvolt, atom, çekirdek ve parçacık fiziğinde tercih edilen, joule kullanıldığında uzun negatif üs dizilerini sürekli taşımaya zorlayacak olan küçük ve kullanışlı bir birimdir.

Tek bir elektronvolt olağanüstü küçük bir enerji miktarı olduğundan, dönüştürücü en çok mikroskobik bir süreci (bir fotonun enerjisi, bir elektronun bağlanma enerjisi, bir parçacığın durağan enerjisi) makroskobik, SI tabanlı değerlerle karşılaştırmanız gerektiğinde kullanışlıdır.

Nasıl çalışır

Tanım gereği, bir elektronvolt, bir elektronun bir voltluk elektrik potansiyel farkı boyunca hızlandırıldığında kazandığı kinetik enerjidir. Enerji yüke çarpı gerilime eşit olduğundan ve temel yük SI sisteminde tam olarak 1,602176634 x 10⁻¹⁹ coulomb’a sabitlendiğinden, elektronvolt joule cinsinden tam bir değere kilitlenir:

• 1 eV = 1,602176634 x 10⁻¹⁹ J (tam, 2019 SI yeniden tanımlamasından bu yana tanım gereği)

Diğer yönde dönüştürmek için aynı sabite bölersiniz. Bir joule, atom ölçeğinde muazzam bir enerji miktarıdır ve yaklaşık 6,241509074 x 10¹⁸ elektronvolta eşittir. Dönüştürücü, joule tarafında kilojoule (kJ), megajoule (MJ) ve kalori (cal) gibi ilgili enerji birimlerini de işleyerek sonucu buna göre ölçeklendirir.

Formül

Elektronvoltları joule’a dönüştürmek için, coulomb cinsinden temel yükle çarpın:

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

Joule’ları tekrar elektronvolta dönüştürmek için, aynı sabite bölün:

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

Elektronvolt’tan joule’a dönüşüm tablosu

Aşağıdaki tablo, yaygın elektronvolt değerlerini ve bunların joule eşdeğerlerini listeler. Joule değerlerinin son derece küçük kaldığına dikkat edin; fizikçilerin elektronvolta başvurmasının nedeni tam olarak budur.

Örnekler

Örnek 1: 1 elektronvoltu joule’a dönüştürme

Temel dönüşüm sabiti doğrudan kullanır. Bir elektronvolt şuna eşittir:

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

Örnek 2: 5 elektronvoltu joule’a dönüştürme

Görünür ışıktan morötesine kadar olan bir foton, birkaç elektronvolt enerji taşıyabilir. Beş elektronvolt şuna dönüşür:

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

Örnek 3: 1 joule’u elektronvolta dönüştürme

Ters yöne gitmek, atom ölçeğinde bir joule’un ne kadar büyük olduğunu ortaya koyar. Bir joule şuna eşittir:

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

Bu, tek bir joule’a sıkıştırılmış altı milyar milyardan fazla elektronvolttur.

Notlar

• 2019’daki SI temel birimlerinin yeniden tanımlanmasından bu yana, temel yük tam bir değerdir, bu yüzden eV’den J’ye dönüşüm faktörü ölçülmüş değil, tamdır. Daha eski kaynaklar son rakamı biraz farklı verebilir.
• Fizik problemleri genellikle elektronvoltun katlarını kullanır: kilo (keV = 10³ eV), mega (MeV = 10⁶ eV) ve giga (GeV = 10⁹ eV). Dönüştürmeden önce eV değerini öneki ile çarpın.
• Elektronvolt, adına rağmen gerilim değil, bir enerji birimidir. Gerilim ve enerji yalnızca taşınan yük aracılığıyla ilişkilidir.
• Elektronvoltların joule eşdeğerleri çok küçük olduğundan, bilimsel gösterim bu sonuçları okumanın pratik yoludur.

Sıkça Sorulan Sorular

1 elektronvoltta kaç joule vardır?

Bir elektronvolt tam olarak 1,602176634 x 10⁻¹⁹ joule’a eşittir. Bu, coulomb cinsinden temel yükün değeridir ve 2019 SI yeniden tanımlamasından bu yana tanım gereği sabitlenmiştir.

1 joule’da kaç elektronvolt vardır?

Bir joule yaklaşık 6,241509074 x 10¹⁸ elektronvolttur — altı kentilyondan fazla. Bu değeri, 1’i dönüşüm faktörü 1,602176634 x 10⁻¹⁹’a bölerek elde edersiniz.

Fizikçiler neden joule yerine elektronvolt kullanır?

Atom, çekirdek ve parçacık fiziğinde, ilgili enerjiler joule cinsinden ifade edildiğinde çok küçüktür ve bu da kullanışsız üslere yol açar. Elektronvolt sayıları okunabilir bir aralıkta tutar — kimyasal bağlar için birkaç eV, X-ışınları için keV, nükleer reaksiyonlar için MeV ve parçacık hızlandırıcılar için GeV veya TeV.

Elektronvolt bir SI birimi midir?

Hayır. Elektronvolt bir SI birimi değildir, ancak fizikteki pratik önemi nedeniyle SI ile birlikte kullanılması kabul edilmiştir. Joule, enerjinin resmi SI birimi olmaya devam etmektedir.

keV, MeV veya GeV’deki önek ne anlama gelir?

Bunlar elektronvoltun standart metrik katlarıdır: keV bin eV, MeV bir milyon eV ve GeV bir milyar eV’dir. Bunlardan herhangi birini joule’a dönüştürmek için, önce öneki ile, sonra 1,602176634 x 10⁻¹⁹ ile çarpın.

Bu dönüştürücü kilojoule ve kaloriyi de işleyebilir mi?

Evet. Dönüştürücünün joule tarafı joule, kilojoule, megajoule ve kaloriyi destekler, böylece elektronvolt enerjinizi bunlardan hangisi en uygunsa o birimde okuyabilirsiniz.