Conversion de 2 Électronvolts en Centijoules

Informations sur le Électronvolt (eV)

L’électronvolt est une unité d’énergie égale au travail accompli sur un seul électron traversant une différence de potentiel d’un volt. Son symbole est eV. Depuis la redéfinition du SI de 2019, il possède une valeur exacte, 1,602176634 fois dix puissance moins dix-neuf joule, car la charge élémentaire est désormais une constante définie.

Il existe parce que le joule est désespérément grand pour le monde atomique. Un seul photon visible porte entre environ 1,6 et 3,3 électronvolts, et l’exprimer en joules réclame dix-neuf zéros initiaux. Travailler en électronvolts permet à un physicien d’énoncer l’énergie d’une liaison chimique, d’une transition atomique ou d’une collision subatomique par un nombre compris entre un et quelques-uns, ce qu’une unité est censée faire.

L’échelle organise des disciplines entières. La chimie vit à quelques électronvolts, l’énergie des liaisons et des photons visibles et ultraviolets qui les brisent. Les rayons X occupent les kiloélectronvolts. La physique nucléaire travaille en mégaélectronvolts, l’échelle des énergies de liaison et de la désintégration radioactive. La physique des particules emploie les gigaélectronvolts, où la masse au repos du proton vaut 0,938, et les téraélectronvolts au Grand collisionneur de hadrons, dont les protons portent 6,8 chacun.

La masse s’exprime dans la même unité par la relation masse-énergie. La masse au repos d’une particule se donne en électronvolts divisés par le carré de la vitesse de la lumière, et les physiciens omettent couramment le diviseur pour dire simplement que l’électron vaut 511 kiloélectronvolts. Le boson de Higgs vaut 125 gigaélectronvolts selon la même convention.

L’ingénierie des semi-conducteurs en dépend. La bande interdite qui détermine le comportement électrique et optique d’un matériau est une énergie en électronvolts : environ 1,1 pour le silicium, 3,4 pour le nitrure de gallium, et ce seul nombre décide si un composant est une cellule solaire, un transistor ou une diode électroluminescente bleue.

L’astronomie hérite de la convention pour les photons de haute énergie : les télescopes à rayons gamma rapportent donc leurs observations en gigaélectronvolts et téraélectronvolts plutôt qu’en longueurs d’onde.

Les accélérateurs de particules portent le nom des énergies qu’ils atteignent, et leurs noms suivent donc les préfixes. La machine de Cockcroft et Walton qui brisa un noyau pour la première fois en 1932 travaillait à quelques centaines de kiloélectronvolts ; le Bévatron des années cinquante atteignit le milliard et trouva l’antiproton ; et le Grand collisionneur de hadrons porte les protons à 6,8 téraélectronvolts chacun. Les rayons cosmiques remettent tout cela en perspective en arrivant avec des énergies allant jusqu’à 10 puissance vingt électronvolts, des dizaines de millions de fois plus que toute machine, même si une poignée seulement de telles particules frappe la Terre en un siècle sur un kilomètre carré.

Un électronvolt équivaut à environ 1,602 fois dix puissance moins dix-neuf joule, soit à peu près 3,83 fois dix puissance moins vingt calorie.

Informations sur le Centijoule (cJ)

Le centijoule est une unité d’énergie valant un centième de joule, soit 0,01 joule. Son symbole est cJ. C’est un membre parfaitement régulier du système métrique, formé comme le centimètre et le centilitre, mais c’est l’une des unités les moins écrites de tout le Système international, et comprendre pourquoi apprend quelque chose d’utile sur la manière dont les préfixes se choisissent réellement.

La quantité elle-même se figure sans peine. Une petite pièce de deux grammes tombant d’un demi-mètre arrive avec environ un centijoule. Quatre frappes sur un clavier coûtent à peu près autant, de même que comprimer un ressort souple de quelques millimètres. C’est l’énergie des petits gestes délibérés : assez pour s’entendre, pas assez pour se sentir comme une force.

Si l’unité est rare, c’est que l’ingénierie s’est fixée sur des préfixes qui avancent par facteur mille. Milli, micro et nano, avec leurs pendants kilo, méga et giga, couvrent toutes les échelles en laissant trois ordres de grandeur entre voisins, ce qui maintient les valeurs écrites entre un et mille sans jamais réclamer centi ni déci. Dix millijoules est la forme que presque tout le monde écrit, et elle dit exactement la même chose qu’un centijoule.

Centi a survécu ailleurs parce que les dimensions humaines s’y prêtent. Le centimètre correspond à la largeur d’un doigt, le centilitre à une mesure de boisson, le centigramme à une dose. Là où le centième tombe sur une grandeur humaine commode, le préfixe se maintient ; là où ce n’est pas le cas, comme avec le joule, il disparaît discrètement de l’usage sans avoir jamais été retiré de la norme.

Quelques domaines techniques le gardent. La viscosité se cote encore en centipoises et en centistokes dans les industries du lubrifiant et des procédés, les doses de radiothérapie se prescrivent en centigrays plutôt qu’en grays, et la tension hydrique du sol se lit en centibars. Ce sont des cas où le centième de l’unité de base tombe dans la plage de travail, exactement comme pour le centimètre, et l’habitude a survécu à plusieurs tentatives de modernisation.

Quand un centijoule apparaît, le plus souvent dans un texte ancien, dans une documentation traduite ou dans un exercice sur les préfixes, le geste sûr est de le convertir aussitôt. Multipliez par dix pour le lire en millijoules, ou divisez par cent pour le lire en joules. Aucune information ne se perd dans un sens ni dans l’autre, et le chiffre obtenu s’accordera avec tout le reste de la page.

Un centijoule équivaut à 0,01 joule, à environ 0,00239 calorie ou à environ 0,00000278 wattheure.