Conversión de Milijulios a Electronvoltios

Información sobre el Milijulio (mJ)

El milijulio es una unidad de energía igual a una milésima de julio, es decir, 0,001 julios. Su símbolo es mJ. Es la primera unidad, bajando desde el julio, en la que el cuerpo humano deja de percibir lo que ocurre, y por eso aparece dondequiera que haya que liberar una cantidad pequeña de energía de forma deliberada y precisa.

La mecánica cotidiana la alcanza sin esfuerzo. Un clip de un gramo, caído desde un metro, llega con unos diez milijulios. Pulsar una tecla cuesta un par, pasar una página bastante menos, y la chispa que salta de un pomo en un día seco lleva entre uno y diez. Esa última cifra está más o menos en el umbral de la sensación, lo que convierte al milijulio en la menor energía que una persona nota habitualmente sin que nadie se lo diga.

La protección contra explosiones se escribe aquí. La energía mínima de ignición del metano en aire ronda los 0,28 milijulios y la del propano los 0,25, mientras que las nubes de harina, azúcar o polvo metálico necesitan decenas de milijulios. Las normas para zonas peligrosas fijan la energía almacenada admisible de un circuito frente a esos valores, de modo que todo el andamiaje de la seguridad intrínseca gira sobre cantidades de este orden y no sobre nada que muestre un voltímetro.

Los láseres médicos e industriales se califican en milijulios por pulso. Un láser de conmutación de Q empleado para borrar tatuajes o para litotricia entrega unos cientos de milijulios en unos pocos nanosegundos, y esa brevedad extrema es lo que convierte una energía modesta en una potencia de pico de megavatios. La capsulotomía oftálmica usa unos pocos milijulios, y los aparatos dermatológicos se dosifican en la misma unidad porque lo que determina el efecto sobre el tejido es la dosis por pulso, no la sesión.

Las pequeñas magnitudes eléctricas y acústicas caen también aquí. Un puntero láser de un milivatio emite un milijulio cada segundo. Una persona que habla alto irradia aproximadamente un milijulio de sonido por segundo, y el zumbador de un detector de humo varios. Un condensador de un microfaradio cargado a cincuenta voltios almacena 1,25 milijulios, que es la clase de cifra impresa en circuitos de flash, módulos de encendido y obturadores de cámara.

Por encima toma el relevo el julio y los efectos se vuelven claramente mecánicos; por debajo toma el relevo el microjulio y los efectos se vuelven invisibles. Eso hace del milijulio la frontera práctica de la percepción, y explica por qué los límites de seguridad, los umbrales de sensibilidad y las especificaciones de dosis se detienen tan a menudo en tres decimales en lugar de seguir bajando.

Un milijulio equivale a 0,001 julios, a unas 0,000239 calorías o a unos 0,000000278 vatios hora.

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.