ELECTRONVOLTIO
electronvoltio |
Magnitud: | Energía |
Símbolo: | eV |
Expresada en: | 1 eV = |
Unidades básicas del Sistema Internacional | 1,602176462 × 10-19 J |
El electronvoltio (símbolo eV), es una unidad de energía equivalente a la energía cinética que adquiere un electrón al ser acelerado por una diferencia de potencial en el vacío de 1 voltio. Dicho valor se obtieneexperimentalmente por lo que no es una cantidad exacta. 1eV = 1,602176462 × 10-19 J
Es una de las unidades aceptadas para su uso en el SI (Sistema Internacional de unidades) pero que no pertenecen estrictamente a él.
El electronvoltio está muy bien adaptado para trabajar con energías de ionización o de excitación de átomos o para energías de cohesión de moléculas. La energía de ionización es usualmente de unos eVa unas decenas de eV. La energía térmica de partículas (electrones, neutrones) a la temperatura ambiente es de 23 meV (milielectronvoltios). La energía de los rayos X (y de los electrones que los producen) utilizados para hacer una radiografía es de 50 keV.
in embargo, en física de altas energías, el electronvoltio resulta una unidad muy pequeña por lo que son de uso frecuente múltiplos como elMegaelectronvoltio MeV o el Gigaelectronvoltio GeV llegando en la actualidad y con los más potentes aceleradores de partículas al Teraelectronvoltio TeV. Hay objetos en nuestro universo que son aceleradores aún más potentes: se han detectados rayos gamma de decenas de TeV y rayos cósmicos de Petaelectronvoltios (PeV, mil TeV) y hasta de decenas de Exaelectronovoltios (EeV, equivalente a mil PeV).Algunos múltiplos típicos son:
1 keV = 103 eV
1 MeV = 103 keV = 106 eV
1 GeV = 103 MeV = 109 eV
1 TeV = 103 GeV = 1012 eV
1 PeV = 103 TeV = 1015 eV
1 EeV = 103 PeV = 1018 eV
En física de partículas se usa indistintamente como unidad de masa y energía ya que en relatividad ambas magnitudes se refieren a la misma cosa. La relación de Einstein E=m·c² da lugar a la unidad de masa eV/c².
1 eV/c² =1,783 × 10-36 kg
1 keV/c² = 1,783 × 10-33 kg
1 MeV/c² = 1,783 × 10-30 kg
1 GeV/c² = 1,783 × 10-27 kg
CONVERSIÓN DE UNIDADES
En muchas situaciones en Física, tenemos que realizar operaciones con magnitudes que vienen expresadas en unidades que no son homogéneas. Para que los cálculos que realicemos sean correctos, debemos transformar las unidades de forma que se cumpla el principio de homogeneidad.Por ejemplo, si queremos calcular el espacio recorrido por un móvil que se mueve a velocidad constante de 72 Km/h en un trayecto que le lleva 30 segundos, debemos aplicar la sencilla ecuación S = v·t, pero tenemos el problema de que la velocidad viene expresada en kilómetros/hora, mientras que el tiempo viene en segundos. Esto nos obliga a transformar una de las dos unidades, de forma que ambassean la misma, para no violar el principio de homogeneidad y que el cálculo sea acertado.
Para realizar la transformación utilizamos los factores de conversión. Llamamos factor de conversión a la relación de equivalencia entre dos unidades de la misma magnitud, es decir, un cociente que nos indica los valores numéricos de equivalencia entre ambas unidades. Por ejemplo, en nuestro caso, el factor deconversión entre horas y segundos viene dado por la expresión:
o la equivalente , ya que 1 hora = 3600 segundos
Para realizar la conversión, simplemente colocamos la unidad de partida y usamos la relación o factor adecuado, de manera que se nos simplifiquen las unidades de partida y obtengamos el valor en las unidades que nos interesa. En nuestro caso, deseamos transformar la velocidad de Km/hora aKm/segundo, por lo cual usaremos la primera de las expresiones, ya que así simplificamos la unidad hora:
Si tenemos que transformar más de una unidad, utilizamos todos los factores de conversión sucesivamente y realizamos las operaciones. Por ejemplo, transformemos los 72 Km/h a m/s:
Con el fin de utilizar siempre el mismo sistema de unidades y tener un criterio de homogeneización, utilizamos…
