Umrechnung von Elektronenvolt in Dekajoule

Informationen über Elektronenvolt (eV)

Das Elektronenvolt ist eine Energieeinheit und entspricht der Arbeit, die an einem einzelnen Elektron verrichtet wird, das eine Potentialdifferenz von einem Volt durchläuft. Sein Zeichen ist eV. Seit der Neudefinition des SI im Jahr 2019 hat es einen exakten Wert, 1,602176634 mal zehn hoch minus neunzehn Joule, weil die Elementarladung nun eine festgelegte Konstante ist.

Es existiert, weil das Joule für die Welt der Atome hoffnungslos groß ist. Ein einzelnes sichtbares Photon trägt zwischen etwa 1,6 und 3,3 Elektronenvolt, und dies in Joule auszudrücken verlangt neunzehn führende Nullen. In Elektronenvolt zu rechnen erlaubt es, die Energie einer chemischen Bindung, eines Atomübergangs oder eines subatomaren Stoßes als Zahl zwischen eins und wenigen anzugeben, und genau das soll eine Einheit leisten.

Der Maßstab ordnet ganze Fachgebiete. Die Chemie lebt bei wenigen Elektronenvolt, der Energie von Bindungen und der sichtbaren und ultravioletten Photonen, die sie brechen. Röntgenstrahlen belegen die Kiloelektronenvolt. Die Kernphysik arbeitet in Megaelektronenvolt, dem Maßstab der Bindungsenergien und des radioaktiven Zerfalls. Die Teilchenphysik nutzt Gigaelektronenvolt, wo die Ruhemasse des Protons 0,938 beträgt, und Teraelektronenvolt am Großen Hadronen-Speicherring, dessen Protonen je 6,8 tragen.

Masse wird über die Masse-Energie-Beziehung in derselben Einheit angegeben. Die Ruhemasse eines Teilchens steht in Elektronenvolt geteilt durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit, und Physiker lassen den Teiler gewöhnlich weg und sagen schlicht, das Elektron habe 511 Kiloelektronenvolt. Das Higgs-Boson hat nach derselben Übereinkunft 125 Gigaelektronenvolt.

Die Halbleitertechnik hängt davon ab. Die Bandlücke, die bestimmt, wie sich ein Werkstoff elektrisch und optisch verhält, ist eine Energie in Elektronenvolt: rund 1,1 für Silicium, 3,4 für Galliumnitrid, und diese eine Zahl entscheidet, ob ein Bauelement eine Solarzelle, ein Transistor oder eine blaue Leuchtdiode ist.

Die Astronomie übernimmt die Konvention für hochenergetische Photonen, sodass Gammateleskope ihre Beobachtungen in Gigaelektronenvolt und Teraelektronenvolt statt in Wellenlängen berichten.

Teilchenbeschleuniger tragen den Namen der Energien, die sie erreichen, weshalb ihre Namen den Vorsätzen folgen. Die Maschine von Cockcroft und Walton, die 1932 erstmals einen Kern spaltete, arbeitete mit einigen hundert Kiloelektronvolt; das Bevatron der fünfziger Jahre erreichte Milliarden und fand das Antiproton; und der Große Hadronenspeicherring bringt Protonen auf je 6,8 Teraelektronvolt. Die kosmische Strahlung rückt all das zurecht, denn sie trifft mit Energien bis zu 10 hoch zwanzig Elektronvolt ein, zig Millionen Mal mehr, als eine Maschine erzeugen kann — wenngleich in einem Jahrhundert nur eine Handvoll solcher Teilchen je Quadratkilometer die Erde trifft.

Ein Elektronenvolt entspricht etwa 1,602 mal zehn hoch minus neunzehn Joule oder rund 3,83 mal zehn hoch minus zwanzig Kalorien.

Informationen über Dekajoule (daJ)

Das Dekajoule ist eine Energieeinheit und entspricht zehn Joule. Sein Zeichen ist daJ. Es ist das am seltensten geschriebene Vielfache des Joule, nicht weil die Größe unbekannt wäre, sondern weil Deka der am wenigsten benutzte Vorsatz des gesamten metrischen Systems ist, und das zu verstehen nützt mehr, als sich die Einheit selbst zu merken.

Die Größe gehört zu den anschaulichsten der Physik. Ein Kilogramm Zucker um einen Meter zu heben kostet 9,81 Joule, also fast genau ein Dekajoule. Ein Herz leistet je Schlag etwa ein Joule, mithin zehn Schläge. Ein Geschoss aus einem in Großbritannien erlaubnisfreien Luftgewehr trägt bis zu 16 Joule, gut 1,6 Dekajoule. Das sind Größen, die der Körper unmittelbar als Anstrengung versteht.

Deka überlebt im Alltag nur an wenigen Stellen, und fast alle betreffen die Masse. In Österreich, Polen, Ungarn und den böhmischen Ländern verkaufen Feinkosttheken weiterhin nach Dekagramm, sodass die Kundschaft zwanzig Deka Schinken verlangt statt zweihundert Gramm. Das Dekanewton dient zur Kennzeichnung von Seilen und Drahtseilen und in Frankreich für Anhängelasten, weil es zufällig nahe beim Gewicht eines Kilogramms liegt.

Sonst hat der Vorsatz schlicht verloren. Die Technik hat sich auf Schritte von tausend festgelegt, womit Kilo unmittelbar über der Basiseinheit steht und für Deka nichts übrig bleibt, was eine zweistellige Zahl nicht schon besser erledigt. 40 Joule zu schreiben ist kürzer als 4 Dekajoule und ordnet sich in einer Tabelle neben 400 Joule und 4 Kilojoule richtig ein, ganz ohne Kopfrechnen.

Der Maßstab selbst lohnt die Kenntnis auch unter anderem Namen, denn es ist der Maßstab einzelner menschlicher Handlungen. Einen Ball werfen, eine schwere Tür schließen, einen vollen Kessel auf die Platte heben, einen Bogen spannen: jedes davon kostet einige zehn Joule. Auch Schlagversuche an Verpackungen und Schutzausrüstung werden hier festgelegt, ebenso die Energiegrenzen in Vorschriften über Luftdruckwaffen und industrielle Setzwerkzeuge.

Steht ein Dekajoule in einem Dokument, so genügt zur Umrechnung ein Schritt in jede Richtung. Mit zehn malnehmen für Joule, durch hundert teilen für Kilojoule. Beide Formen sind genau, und die Joule-Form passt zu allen übrigen Zahlen einer heutigen Spezifikation.

Ein Dekajoule entspricht 10 Joule, etwa 2,39 Kalorien oder rund 0,00278 Wattstunden.