| 전자볼트 (eV) | 헥토줄 (hJ) |
|---|---|
| 1 전자볼트 | 1.602176634 × 10-21 hJ |
| 2 전자볼트 | 3.204353268 × 10-21 hJ |
| 3 전자볼트 | 4.806529902 × 10-21 hJ |
| 4 전자볼트 | 6.408706536 × 10-21 hJ |
| 5 전자볼트 | 8.01088317 × 10-21 hJ |
| 10 전자볼트 | 1.602176634 × 10-20 hJ |
| 20 전자볼트 | 3.204353268 × 10-20 hJ |
| 25 전자볼트 | 4.005441585 × 10-20 hJ |
| 50 전자볼트 | 8.01088317 × 10-20 hJ |
| 100 전자볼트 | 1.602176634 × 10-19 hJ |
| 기준 | 전자볼트 (eV) | 헥토줄 (hJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 41.84 hJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 100 hJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 83680 hJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 36000 hJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 10000000 hJ |
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.
헥토줄은 100 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 hJ 입니다. 한 단 아래의 데카줄과 마찬가지로 규칙에 맞게 만들어진 미터법 단위이지만 적는 사람은 거의 없습니다. 줄로 세 자리 수를 적으면 이미 충분히 짧고, 킬로줄이 소수점 한 자리 위에서 기다리고 있기 때문입니다.
이 양은 그야말로 사람의 크기입니다. 10 킬로그램짜리 상자를 1 미터 들어 올리는 일은 약 98 줄, 곧 거의 정확히 1 헥토줄입니다. 계단 한 단을 오르는 데 어른은 약 120 줄을 쓰고, 100 와트 전등은 초당 1 헥토줄을 태웁니다. 쉬고 있는 어른의 몸은 그저 살아 있다는 것만으로 초당 약 1 헥토줄의 열을 내놓습니다. 이 단위는 평범한 삶의 1 초를 재는 꽤 정직한 잣대인 셈입니다.
익숙한 양 몇 가지가 이름은 빌리지 않은 채 여기에 떨어집니다. 사진관의 섬광 장치는 1 에서 10 헥토줄로 등급이 매겨지지만, 업계에서는 와트초라 부릅니다. 제세동기는 한 번의 통전에 2 헥토줄을 보냅니다. 구조용 강재는 노치를 낸 시험편의 충격 시험에서 적어도 27 줄을 흡수해야 하고, 질긴 강종은 1 헥토줄을 훌쩍 넘겨 흡수합니다. 휘는 강판과 깨지는 강판을 가르는 것이 그 차이입니다.
접두어 자체는 결코 죽지 않았지만, 살아남은 모습은 다른 단위에 붙은 꼴입니다. 헥토파스칼은 지구상 모든 일기 예보가 쓰는 기압 단위이며, 1 헥토파스칼이 정확히 1 밀리바와 같기에 골라졌습니다. 예보 현장은 지도의 숫자를 하나도 바꾸지 않고 국제단위계로 옮겨 갈 수 있었습니다. 헥타르는 거의 온 세계에서 땅을 재고, 헥토리터는 포도주와 맥주와 우유의 거래 단위입니다.
줄에서는 그런 조건이 하나도 갖추어지지 않았습니다. 헥토줄이 맞추어야 할 옛 단위도 없었고, 그것을 쓰면 깔끔해지는 값의 범위도 없었으며, 그것을 필요로 하는 거래도 없었습니다. 공학은 이미 킬로를 위쪽 첫 계단으로 정해 두었으니, 헥토줄에 남은 것은 평범한 소수 표기만으로도 충분히 감당되는 구간이었습니다.
그러니 읽는 데는 곱셈 한 번이면 됩니다. 100 헥토줄은 10 킬로줄이고, 4 헥토줄은 400 줄입니다. 오늘날의 규격서와 시험 보고서와 자료표가 쓰는 것은 줄로 적은 꼴이므로, 보는 즉시 환산해 두면 둘레에 찍힌 값들과 어긋나지 않습니다.
1 헥토줄은 100 줄, 약 23.9 칼로리, 약 0.0278 와트시와 같습니다.