| Elektronvolt (eV) | Gigajoule (GJ) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-28 GJ |
| 2 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-28 GJ |
| 3 Elektronvolt | 4.806529902 × 10-28 GJ |
| 4 Elektronvolt | 6.408706536 × 10-28 GJ |
| 5 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-28 GJ |
| 10 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-27 GJ |
| 20 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-27 GJ |
| 25 Elektronvolt | 4.005441585 × 10-27 GJ |
| 50 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-27 GJ |
| 100 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-26 GJ |
| Reference | Elektronvolt (eV) | Gigajoule (GJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 0.000004184 GJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 0.00001 GJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 0.008368 GJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 0.0036 GJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 1 GJ |
Elektronvolten er en energienhed, der svarer til det arbejde, der udføres på en enkelt elektron, når den passerer en potentialforskel på én volt. Symbolet er eV. Siden SI-omdefineringen i 2019 har den en nøjagtig værdi, 1,602176634 gange ti opløftet til minus nitten joule, fordi elementarladningen nu er en defineret konstant.
Den findes, fordi joulen er håbløst stor for atomernes verden. En enkelt synlig foton bærer mellem cirka 1,6 og 3,3 elektronvolt, og at udtrykke det i joule kræver nitten indledende nuller. At regne i elektronvolt lader en fysiker angive energien i en kemisk binding, en atomar overgang eller et subatomart sammenstød som et tal mellem et og nogle få, hvilket er, hvad en enhed skal gøre.
Skalaen ordner hele fagområder. Kemien bor ved nogle få elektronvolt, energien i bindinger og i de synlige og ultraviolette fotoner, der bryder dem. Røntgenstråling optager kiloelektronvolt. Kernefysikken arbejder i megaelektronvolt, bindingsenergiernes og det radioaktive henfalds skala. Partikelfysikken bruger gigaelektronvolt, hvor protonens hvilemasse er 0,938, og teraelektronvolt ved den store hadronkollider, hvis protoner hver bærer 6,8.
Masse angives i samme enhed gennem masse-energi-relationen. En partikels hvilemasse gives i elektronvolt divideret med lysets hastighed i anden, og fysikere udelader rutinemæssigt nævneren og siger ganske enkelt, at elektronen er 511 kiloelektronvolt. Higgsbosonen er 125 gigaelektronvolt efter samme konvention.
Halvlederteknikken afhænger af den. Det båndgab, der afgør, hvordan et materiale opfører sig elektrisk og optisk, er en energi i elektronvolt: omkring 1,1 for silicium, 3,4 for galliumnitrid, og dette ene tal afgør, om en komponent bliver en solcelle, en transistor eller en blå lysdiode.
Astronomien arver konventionen for højenergetiske fotoner, så gammateleskoper melder deres iagttagelser i gigaelektronvolt og teraelektronvolt i stedet for i bølgelængder.
Partikelacceleratorer bærer navn efter de energier, de når, hvilket er grunden til, at deres navne følger præfikserne. Cockcroft og Waltons maskine, der først spaltede en atomkerne i 1932, arbejdede ved nogle hundrede kiloelektronvolt; Bevatronen i halvtredserne nåede milliarder og fandt antiprotonen; og den store hadronkollider fører protoner til 6,8 teraelektronvolt hver. Den kosmiske stråling sætter alt dette i perspektiv ved at ankomme med energier op til 10 opløftet til tyve elektronvolt, titals millioner gange mere end nogen maskine kan frembringe, om end kun en håndfuld sådanne partikler rammer Jorden på et århundrede pr. kvadratkilometer.
Én elektronvolt svarer til cirka 1,602 gange ti opløftet til minus nitten joule eller omtrent 3,83 gange ti opløftet til minus tyve kalorier.
Gigajoulen er en energienhed, der svarer til en milliard joule, altså 1000 megajoule. Symbolet er GJ. Til forskel fra joulen med mindre forstavelser er den en fungerende handelsenhed: gas og varme købes og sælges i gigajoule, og en husstands årsforbrug er et antal gigajoule, der har god plads på én linje af regningen.
Opvarmningen er der, hvor de fleste møder den. Fjernvarme i Danmark og Nederlandene måles og afregnes i gigajoule, og canadiske naturgasregninger er opgjort i dem. Én gigajoule svarer omtrent til varmen i 26 kubikmeter naturgas eller i 29 liter benzin, og et velisoleret hus i koldt klima bruger mellem 40 og 100 gigajoule om året til rumvarme og varmt vand.
Enheden måler også, hvad materialer koster at fremstille. At producere et ton konstruktionsstål kræver omkring 20 til 25 gigajoule primær energi, et ton cement cirka 4, og et ton primært aluminium tæt på 200. De tal forklarer, hvorfor aluminium beskrives som lagret elektricitet, og hvorfor tabeller over indlejret energi i byggeriet udgives i gigajoule pr. ton og ikke i en mindre enhed.
For ødelæggende energi er den den naturlige skala mellem det huslige og det katastrofale. Et ton TNT frigør pr. definition 4,184 gigajoule, og et lynnedslag leverer i størrelsesordenen én til fem, selv om næsten alt går til at opvarme og flænse luften frem for det, det rammer. Et ton stenkul rummer omkring 29 gigajoule kemisk energi.
Mennesket står i samme tabel. En voksen, der spiser omkring ti megajoule om dagen, optager cirka 3,7 gigajoule fødeenergi på et år, mindre end en lille bil brænder af på en måned. At stille de to tal ved siden af hinanden i samme enhed er en af de klareste måder at vise, hvor meget af nutidens energiforbrug der foregår uden for kroppen.
Over gigajoulen går den nationale statistik videre til terajoule og petajoule; under den beskrives apparater og køretøjer i megajoule og kilowatt-timer. Gigajoulen sidder i samlingen, og derfor mødes energimyndigheder og forsyningsselskaber netop dér: stor nok til en bygning, lille nok til en regning.
Én gigajoule svarer til 1 000 000 000 joule, cirka 277,8 kilowatt-timer eller omkring 239 000 kilokalorier.