전자볼트에서 데카줄(으)로 변환

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.

데카줄(daJ)에 대하여

데카줄은 10 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 daJ 입니다. 줄의 배수 단위 가운데 가장 적게 적히는데, 그 양이 낯설어서가 아니라 데카가 미터법 전체에서 가장 덜 쓰이는 접두어이기 때문입니다. 단위 자체를 외우기보다 그 사정을 아는 편이 쓸모가 큽니다.

이 양은 물리에서 그리기 가장 쉬운 축에 듭니다. 1 킬로그램짜리 설탕 봉지를 1 미터 들어 올리는 일은 9.81 줄, 곧 거의 정확히 1 데카줄입니다. 심장은 한 번 뛸 때 약 1 줄을 내므로 열 번 뛰는 셈입니다. 영국에서 면허 없이 지닐 수 있는 공기총의 탄알은 최대 16 줄, 1.6 데카줄 남짓을 나릅니다. 모두 몸이 수고로 곧장 알아듣는 양입니다.

데카가 일상에 남아 있는 자리는 손에 꼽을 정도이고, 거의 다 질량과 관련됩니다. 오스트리아와 폴란드와 헝가리와 체코 땅에서는 조리 식품 판매대가 아직도 데카그램으로 달아 팔아서, 손님은 200 그램이 아니라 햄 20 데카를 달라고 합니다. 데카뉴턴은 밧줄과 강삭의 등급에, 프랑스에서는 견인 능력에 쓰입니다. 마침 1 킬로그램의 무게에 가깝기 때문입니다.

그 밖의 자리에서 이 접두어는 그저 졌습니다. 공학은 1000 배씩 건너뛰도록 정돈되어 킬로가 기본 단위 바로 위에 앉았고, 그러고 나면 두 자리 숫자가 이미 더 잘하는 일 말고 데카가 할 몫은 남지 않습니다. 40 줄이라 적는 편이 4 데카줄보다 짧고, 암산 없이도 400 줄이나 4 킬로줄과 같은 표에 제자리로 놓입니다.

이름은 달라도 이 눈금 자체는 알아 둘 값어치가 있습니다. 사람의 낱낱의 동작이 놓이는 눈금이기 때문입니다. 공을 던지고, 무거운 문을 닫고, 물이 가득한 주전자를 화구에 올리고, 활을 당기는 일은 저마다 수십 줄이 듭니다. 포장재와 보호 장비의 충격 시험도 여기에서 정해지고, 공기총과 산업용 타정 공구를 다루는 규정의 에너지 상한도 같은 범위에 적힙니다.

문서에서 데카줄을 만나면 어느 쪽으로도 한 걸음이면 환산됩니다. 10 을 곱하면 줄, 100 으로 나누면 킬로줄입니다. 두 꼴 모두 정확하며, 오늘날 규격서의 다른 값들과 맞아떨어지는 쪽은 줄로 적은 꼴입니다.

1 데카줄은 10 줄, 약 2.39 칼로리, 약 0.00278 와트시와 같습니다.