Conversión de Electronvoltios a Centijulios

Información sobre el Electronvoltio (eV)

El electronvoltio es una unidad de energía igual al trabajo realizado sobre un solo electrón que atraviesa una diferencia de potencial de un voltio. Su símbolo es eV. Desde la redefinición del SI de 2019 tiene un valor exacto, 1,602176634 por diez elevado a menos diecinueve julios, porque la carga elemental es ahora una constante definida.

Existe porque el julio resulta desesperadamente grande para el mundo atómico. Un solo fotón visible transporta entre 1,6 y 3,3 electronvoltios, y expresarlo en julios exige diecinueve ceros iniciales. Trabajar en electronvoltios permite a un físico enunciar la energía de un enlace químico, de una transición atómica o de una colisión subatómica como un número entre uno y unos pocos, que es lo que se supone que hace una unidad.

La escala organiza disciplinas enteras. La química vive en unos pocos electronvoltios, la energía de los enlaces y de los fotones visibles y ultravioleta que los rompen. Los rayos X ocupan los kiloelectronvoltios. La física nuclear trabaja en megaelectronvoltios, la escala de las energías de enlace y de la desintegración radiactiva. La física de partículas usa gigaelectronvoltios, donde la masa en reposo del protón es 0,938, y teraelectronvoltios en el Gran Colisionador de Hadrones, cuyos protones llevan 6,8 cada uno.

La masa se expresa en la misma unidad mediante la relación masa energía. La masa en reposo de una partícula se da en electronvoltios divididos por la velocidad de la luz al cuadrado, y los físicos suprimen habitualmente el divisor y dicen sin más que el electrón son 511 kiloelectronvoltios. El bosón de Higgs son 125 gigaelectronvoltios con el mismo convenio.

La ingeniería de semiconductores depende de ella. La banda prohibida que determina el comportamiento eléctrico y óptico de un material es una energía en electronvoltios: unos 1,1 para el silicio, 3,4 para el nitruro de galio, y ese único número decide si un dispositivo es una célula solar, un transistor o un diodo emisor de luz azul.

La astronomía hereda el convenio para los fotones de alta energía, de modo que los telescopios de rayos gamma informan de sus observaciones en gigaelectronvoltios y teraelectronvoltios en lugar de en longitudes de onda.

Los aceleradores de partículas se nombran por las energías que alcanzan, y por eso sus nombres siguen a los prefijos. La máquina de Cockcroft y Walton que rompió por primera vez un núcleo en 1932 trabajaba a unos pocos centenares de kiloelectronvoltios; el Bevatrón de los años cincuenta llegó a miles de millones y halló el antiprotón; y el Gran Colisionador de Hadrones lleva a los protones a 6,8 teraelectronvoltios cada uno. Los rayos cósmicos ponen todo esto en perspectiva al llegar con energías de hasta 10 elevado a veinte electronvoltios, decenas de millones de veces más de lo que puede producir cualquier máquina, aunque solo un puñado de tales partículas alcanza la Tierra en un siglo sobre un kilómetro cuadrado.

Un electronvoltio equivale a unos 1,602 por diez elevado a menos diecinueve julios, o aproximadamente 3,83 por diez elevado a menos veinte calorías.

Información sobre el Centijulio (cJ)

El centijulio es una unidad de energía igual a una centésima de julio, es decir, 0,01 julios. Su símbolo es cJ. Es un miembro perfectamente válido del sistema métrico, formado igual que el centímetro y el centilitro, pero es una de las unidades menos escritas de todo el Sistema Internacional, y entender por qué dice algo útil sobre cómo se eligen realmente los prefijos.

La cantidad en sí es fácil de imaginar. Una moneda pequeña de unos dos gramos que cae medio metro aterriza con aproximadamente un centijulio. Cuatro pulsaciones de teclado cuestan más o menos lo mismo, igual que comprimir un muelle blando unos pocos milímetros. Es la energía de los gestos pequeños y deliberados: bastante para oírse, no bastante para sentirse como fuerza.

La razón de su rareza es que la ingeniería se asentó en prefijos que avanzan de mil en mil. Mili, micro y nano, con sus equivalentes ascendentes kilo, mega y giga, cubren toda escala con tres órdenes de magnitud entre vecinos, lo que mantiene los valores escritos entre uno y mil sin necesitar nunca centi ni deci. Diez milijulios es la forma que casi todo el mundo escribe, y significa exactamente lo mismo que un centijulio.

Centi ha sobrevivido en otros sitios porque las dimensiones humanas resultan adecuarse. El centímetro coincide con el ancho de un dedo, el centilitro con una medida de bebida y el centigramo con una dosis. Donde la centésima cae sobre una cantidad humana cómoda, el prefijo persiste; donde no, como ocurre con el julio, desaparece calladamente de la práctica sin haber sido nunca retirado de la norma.

Algunos campos técnicos sí lo conservan. La viscosidad se sigue expresando en centipoises y centistokes en las industrias del lubricante y de proceso, las dosis de radioterapia se prescriben en centigrays y no en grays, y la tensión de humedad del suelo se lee en centibares. Son casos en que la centésima de la unidad base cae dentro del intervalo de trabajo, igual que con el centímetro, y la costumbre ha sobrevivido a varios intentos de modernizarla.

Cuando aparece un centijulio, casi siempre en textos antiguos, en documentación traducida o en un ejemplo escolar sobre prefijos, lo prudente es convertirlo de inmediato. Multiplique por diez para leerlo en milijulios, o divida por cien para leerlo en julios. No se pierde información en ninguno de los dos sentidos, y la cifra resultante encajará con todo lo demás de la página.

Un centijulio equivale a 0,01 julios, a unas 0,00239 calorías o a unos 0,00000278 vatios hora.