Lorsqu'un électron est accéléré par une différence de potentiel électrique, il acquiert une énergie cinétique d'un volt, soit 1.603 × 10¹⁹ unités d'énergie (ou de travail). Cette énergie, acquise lors d'une augmentation de potentiel d'un volt, est mesurée en électronvolts (eV), une unité d'énergie fréquemment utilisée en physique atomique et nucléaire. Un électronvolt équivaut à 1.602 × 10⁻¹² erg, ou 1.602 × 10⁻¹⁹ joule. MeV représente 10⁶ électronvolts ( 1 000 000), GeV 10⁹ et TeV 10¹².
Quelles sont les applications des électrons-volts ?
Les applications des électrons-volts sont indiquées ci-dessous :
1. En tant qu'unité de masse : En physique des particules, l'unité eV/c² est utilisée pour décrire la masse d'une particule. On utilise généralement le système naturel avec c fixé à 1 pour convertir la masse en eV. L'équivalent masse-énergie de la formule d'Einstein E = mc² rend cette conversion possible.
Exprimée en termes d'électronvolts, la valeur d'une unité de masse atomique est :
1 u = 931.4941 MeV/c2
2. En tant qu'unité de quantité de mouvement : la quantité de mouvement d'une particule peut être calculée en divisant son énergie par la vitesse de la lumière. En physique des hautes énergies, la quantité de mouvement est fréquemment exprimée en fonction de la tension (électronvolt) divisée par la vitesse de la lumière.
3. En tant qu'unité de distance : En physique des particules, les unités d'énergie inverses, principalement l'électronvolt, sont fréquemment utilisées pour représenter les longueurs de diffusion des particules. De plus, les longueurs d'onde des photons sont exprimées en électronvolts, l'énergie étant équivalente à l'énergie du photon exprimée en électronvolts.
4. Unité de température : En physique des plasmas, la température d'un plasma est mesurée en électronvolts. L'électronvolt est converti en kelvins (Kb), la constante de Boltzmann, pour obtenir la température en kelvins . Une température de 11 604,5182 K s'obtient en divisant 1 eV par la constante de Boltzmann. Cette valeur montre que la conversion kelvin-électronvolt permet de simplifier les calculs impliquant des températures élevées.
5. En tant qu'unité de temps : Nous obtenons le résultat en divisant la constante « h » de Planck par l'électronvolt.
582 x 10^(-16) s = h/(2xπxeV)
Dans un calcul impliquant des particules à demi-vie courte, cette relation temps-eV nous fournira une constante extrêmement utile.
Une mesure de l'énergie appelée électronvolt est largement utilisée en physique des particules et en physique des hautes énergies. Elle permet de simplifier les calculs et de mieux comprendre des données difficiles à analyser avec la mesure standard de l'énergie (joules).
1 électronvolt équivaut à 1.602 x 10^(-19) joules.
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