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Elektronenvolt

Energieeinheit, definiert als die Energie, die ein Teilchen mit der elektrischen Ladung eines Elektrons gewinnt, wenn es im Vakuum über eine Spannung von einem Volt beschleunigt wird. Ein Elektronenvolt, kurz: 1 eV entspricht 1,6022·10-19 Joule (wobei Joule die übliche SI-Einheit für Energie ist).

Das Elektronenvolt, abgekürzt eV, ist die bevorzugte Energieeinheit in der Elementarteilchenphysik. Gebräuchliche Vielfache von eV sind

 

Kiloelektronenvolt: 1 keV = 1000 eV
Megaelektronenvolt: 1 MeV = 1,000,000 eV =106 eV
Gigaelektronenvolt: 1 GeV = 1,000,000,000 eV =109 eV.
Teraelektronenvolt: 1 TeV = 1,000,000,000,000 eV =1012 eV.

Teilchenphysiker nutzen die Masse-Energie-Äquivalenz aus und verwenden eV/c² als Einheit für die Massen von Teilchen, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Da in der Teilchenphysik in der Regel ein Einheitensystem verwendet wird, in dem die Lichtgeschwindigkeit den dimensionslosen Wert eins hat, c=1, werden Teilchenmassen oft auch schlicht in eV angegeben, ohne den Faktor c² explizit anzugeben.

Die Energie, die nötig ist, um ein Elektron aus der Hülle eines Atoms zu lösen, liegt im Bereich von einigen bis einigen Dutzenden eV. Photonen der Röntgenstrahlung haben typischerweise eine Energie von einigen bis einigen Dutzenden keV. Die Ruhemasse eines Elektrons beträgt 511 keV, die eines Protons 938 MeV. Jedes Proton in den Protonenstrahlen, die im derzeit am Forschungszentrum CERN im Bau befindlichen Teilchenbeschleuniger LHC zur Kollision gebracht werden sollen, wird eine Bewegungsenergie von 7 TeV haben.

Da Temperatur ein Maß für die durchschnittliche Energie ist, mit der die Bestandteile eines Systems an der ungeordneten Wärmebewegung teilnehmen, kann auch sie in eV gemessen werden. Dabei entspricht eine Durchschnittsenergie von 1 eV einer Temperatur von 11.604 Kelvin.


Varianten

  • Elektronvolt
  • eV
  • keV
  • MeV
  • GeV
  • TeV