데시줄에서 전자볼트(으)로 변환

데시줄(dJ)에 대하여

데시줄은 1 줄의 10 분의 1, 곧 0.1 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 dJ 입니다. 데시미터나 데시리터와 똑같은 방식으로 만들어진 미터법의 떳떳한 일원이지만, 둘 가운데 어느 쪽보다도 훨씬 적게 적힙니다. 그것이 가리키는 양은 대개 줄의 소수로 적히기 때문입니다.

이 눈금은 몸으로 느낄 수 있습니다. 100 그램짜리 사과가 10 센티미터를 떨어지면 약 1 데시줄로 닿습니다. 용수철 쥐덫은 몇 데시줄을 담고, 손가락으로 세게 튕기면 약 1 데시줄이 나가며, 아래로 던진 조약돌은 몇 데시줄을 나릅니다. 밀리줄에서 올라오면서 사람이 에너지를 딸깍 하는 소리가 아니라 미는 느낌으로 곧장 알아채는 첫 구간입니다.

제품 안전은 이름은 쓰지 않아도 이 범위를 씁니다. 장난감 발사체 규정은 줄과 줄의 10 분의 1 로 적히고, 공기식 모형 총은 여러 나라에서 약 1 줄까지로 제한되며, 작은 플라스틱 시험편의 충격 시험은 10 분의 1 자리로 결과를 냅니다. 값은 3 dJ 나 5 dJ 가 아니라 0.3 J 나 0.5 J 로 적히지만, 규제되는 양은 바로 데시줄이 가리키는 것입니다.

데시가 다른 단위에서 살아남은 것은 논리보다 편리함 때문입니다. 데시리터는 북유럽과 스위스와 중부 유럽의 넓은 지역에서 부엌의 표준 계량이고, 세제곱 데시미터는 정확히 리터입니다. 곧 이 접두어는 거의 모두가 쓰는 단위 속에 조용히 박혀 있습니다. 데시그램은 약국과 귀금속 거래에 나타나고, 데시벨이 있는 것은 벨 자체가 소리를 나타내기에는 눈금이 너무 성글었기 때문입니다.

줄에는 그런 힘이 하나도 작용하지 않았습니다. 공학은 이미 1000 배씩 건너뛰는 접두어에 자리를 잡았고, 나머지 일은 소수점이 합니다. 0.4 줄은 4 데시줄보다 쓰기 어렵지 않고, 단위를 바꾸지 않은 채 40 줄이나 4 킬로줄과 같은 표에 들어갑니다. 접두어는 적는 수고를 덜어 주어야 자리를 얻는데, 여기서는 아무것도 덜어 주지 않습니다.

그러므로 이 단위를 만나는 곳은 대개 옛 문헌이거나 옮겨진 기술 자료이거나, 접두어 사다리를 처음부터 끝까지 훑는 교재입니다. 환산은 어느 쪽으로도 대수롭지 않습니다. 100 을 곱하면 밀리줄, 10 으로 나누면 줄이 되고, 그 값은 둘레의 표기에 그대로 들어맞습니다.

1 데시줄은 0.1 줄, 약 0.0239 칼로리, 약 0.0000278 와트시와 같습니다.

전자볼트(eV)에 대하여

전자볼트는 1 볼트의 전위차를 지나는 전자 하나에 이루어지는 일에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 eV 입니다. 2019 년 국제단위계 재정의 뒤로 그 값은 정확히 1.602176634 곱하기 10 의 마이너스 19 제곱 줄로 정해졌습니다. 기본 전하 자체가 이제 정의된 상수이기 때문입니다.

이 단위가 있는 까닭은 원자의 세계에 줄이 가망 없이 크기 때문입니다. 눈에 보이는 빛의 광자 하나가 나르는 것은 약 1.6 에서 3.3 전자볼트이며, 이를 줄로 쓰면 앞에 열아홉 개의 영이 늘어섭니다. 전자볼트로 다루면 화학 결합의 에너지도, 원자의 전이도, 소립자의 충돌도 1 에서 몇까지의 숫자로 말할 수 있습니다. 단위에 바라는 바가 바로 이것입니다.

이 눈금은 여러 분야를 통째로 정리합니다. 화학은 몇 전자볼트에 살며, 그것은 결합의 에너지이자 그 결합을 끊는 가시광과 자외선 광자의 에너지입니다. 엑스선은 킬로전자볼트를 차지합니다. 원자핵 물리는 메가전자볼트에서 일하며, 이는 결합 에너지와 방사성 붕괴의 눈금입니다. 입자 물리는 기가전자볼트를 쓰는데, 거기서 양성자의 정지 질량은 0.938 입니다. 대형 강입자 충돌기에서는 테라전자볼트를 쓰며, 그 양성자는 하나에 6.8 을 지닙니다.

질량도 질량과 에너지의 관계를 통해 같은 단위로 적힙니다. 입자의 정지 질량은 전자볼트를 빛 속력의 제곱으로 나눈 꼴로 주어지지만, 물리학자들은 보통 그 나눗수를 빼고 전자는 511 킬로전자볼트라고 말해 버립니다. 같은 약속에 따라 힉스 보손은 125 기가전자볼트입니다.

반도체 공학은 이 단위에 기대고 있습니다. 어떤 물질이 전기와 빛에 대해 어떻게 굴지를 정하는 띠틈은 전자볼트로 나타낸 에너지입니다. 규소는 약 1.1, 질화갈륨은 3.4 이며, 이 하나의 숫자가 그 소자가 태양전지가 될지, 트랜지스터가 될지, 파란빛 발광 다이오드가 될지를 정합니다.

천문학은 에너지가 높은 광자에 대해 이 약속을 물려받았습니다. 그래서 감마선 망원경은 관측 결과를 파장이 아니라 기가전자볼트와 테라전자볼트로 알립니다.

입자 가속기는 이르는 에너지를 따라 이름이 붙으며, 그래서 그 이름이 접두어를 좇습니다. 1932 년에 처음으로 원자핵을 쪼갠 콕크로프트와 월턴의 장치는 몇백 킬로전자볼트로 일했습니다. 1950 년대의 베바트론은 십억 자리에 이르러 반양성자를 찾아냈습니다. 그리고 대형 강입자 충돌기는 양성자를 저마다 6.8 테라전자볼트까지 끌어올립니다. 우주선은 이 모두를 견주게 합니다. 10 의 스무 제곱 전자볼트에 이르는 에너지로 날아들어, 어떤 장치가 만들 수 있는 양의 몇천만 곱절이기 때문입니다. 다만 그런 알갱이는 1 제곱킬로미터마다 한 세기에 겨우 몇 개만 지구에 닿습니다.

1 전자볼트는 약 1.602 곱하기 10 의 마이너스 19 제곱 줄, 약 3.83 곱하기 10 의 마이너스 20 제곱 칼로리와 같습니다.