Omregning fra Dekajoule til Elektronvolt

Information om Dekajoule (daJ)

Dekajoulen er en energienhed, der svarer til ti joule. Symbolet er daJ. Den er den mindst skrevne af joulens multipla, ikke fordi størrelsen skulle være ukendt, men fordi deka er den mindst brugte forstavelse i hele metersystemet, og at forstå det er mere nyttigt end at lære enheden udenad.

Størrelsen hører til de mest anskuelige i fysikken. At løfte en kilogrampose sukker en meter koster 9,81 joule, altså næsten præcis én dekajoule. Et hjerte yder omkring én joule pr. slag, altså ti slag. En kugle fra et luftgevær, der i Storbritannien må ejes uden tilladelse, bærer op til 16 joule, godt 1,6 dekajoule. Det er størrelser, kroppen forstår direkte som anstrengelse.

Deka lever videre i hverdagen kun få steder, og næsten alle handler om masse. I Østrig, Polen, Ungarn og de tjekkiske lande sælger delikatessediske stadig i dekagram, så kunden beder om tyve deka skinke i stedet for to hundrede gram. Dekanewton bruges til at klassificere reb og wirer og i Frankrig til trækkapaciteter, fordi den tilfældigvis ligger tæt på vægten af et kilogram.

Ellers tabte forstavelsen ganske enkelt. Teknikken blev standardiseret i trin på tusind, hvilket placerer kilo lige over grundenheden og ikke efterlader deka nogen opgave, som et tocifret tal ikke allerede løser bedre. At skrive 40 joule er kortere end 4 dekajoule, og det sorteres rigtigt i en tabel ved siden af 400 joule og 4 kilojoule uden hovedregning.

Selve skalaen er værd at kende også under et andet navn, for det er skalaen for enkelte menneskelige handlinger. At kaste en bold, lukke en tung dør, løfte en fuld kedel op på pladen, spænde en bue: hver af dem koster nogle titals joule. Slagprøver på emballage og beskyttelsesudstyr angives også her, ligesom de energigrænser, der skrives ind i reglerne om luftvåben og industrielle sømpistoler.

Når en dekajoule dukker op i et dokument, kræver omregningen ét skridt hver vej. Gang med ti for joule, divider med hundrede for kilojoule. Begge former er nøjagtige, og joule-formen er den, der passer med alle andre tal i en nutidig specifikation.

Én dekajoule svarer til 10 joule, cirka 2,39 kalorier eller omkring 0,00278 watttimer.

Information om Elektronvolt (eV)

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.