| Elektronvolt (eV) | Gigajoule (GJ) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-28 GJ |
| 2 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-28 GJ |
| 3 Elektronvolt | 4.806529902 × 10-28 GJ |
| 4 Elektronvolt | 6.408706536 × 10-28 GJ |
| 5 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-28 GJ |
| 10 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-27 GJ |
| 20 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-27 GJ |
| 25 Elektronvolt | 4.005441585 × 10-27 GJ |
| 50 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-27 GJ |
| 100 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-26 GJ |
| Referens | Elektronvolt (eV) | Gigajoule (GJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 0.000004184 GJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 0.00001 GJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 0.008368 GJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 0.0036 GJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 1 GJ |
Elektronvolten är en energienhet som motsvarar det arbete som uträttas på en enda elektron då den passerar en potentialskillnad på en volt. Beteckningen är eV. Sedan SI-omdefinieringen 2019 har den ett exakt värde, 1,602176634 gånger tio upphöjt till minus nitton joule, eftersom elementarladdningen numera är en definierad konstant.
Den finns därför att joulen är hopplöst stor för atomernas värld. En enda synlig foton bär mellan ungefär 1,6 och 3,3 elektronvolt, och att uttrycka det i joule kräver nitton inledande nollor. Att räkna i elektronvolt låter en fysiker ange energin hos en kemisk bindning, en atomär övergång eller en subatomär kollision som ett tal mellan ett och några få, vilket är vad en enhet ska göra.
Skalan ordnar hela discipliner. Kemin bor vid några elektronvolt, energin hos bindningar och hos de synliga och ultravioletta fotoner som bryter dem. Röntgenstrålning upptar kiloelektronvolt. Kärnfysiken arbetar i megaelektronvolt, bindningsenergiernas och det radioaktiva sönderfallets skala. Partikelfysiken använder gigaelektronvolt, där protonens vilomassa är 0,938, och teraelektronvolt vid den stora hadronkollideraren, vars protoner bär 6,8 var.
Massa anges i samma enhet via massa-energisambandet. En partikels vilomassa ges i elektronvolt dividerat med ljushastigheten i kvadrat, och fysiker utelämnar rutinmässigt nämnaren och säger helt enkelt att elektronen är 511 kiloelektronvolt. Higgsbosonen är 125 gigaelektronvolt enligt samma konvention.
Halvledartekniken hänger på den. Det bandgap som avgör hur ett material beter sig elektriskt och optiskt är en energi i elektronvolt: omkring 1,1 för kisel, 3,4 för galliumnitrid, och detta enda tal avgör om en komponent blir en solcell, en transistor eller en blå lysdiod.
Astronomin ärver konventionen för högenergetiska fotoner, så gammateleskop rapporterar sina observationer i gigaelektronvolt och teraelektronvolt i stället för i våglängder.
Partikelacceleratorer bär namn efter de energier de når, vilket är varför deras namn följer prefixen. Cockcroft och Waltons maskin, som först klöv en atomkärna 1932, arbetade vid några hundra kiloelektronvolt; Bevatronen på femtiotalet nådde miljarder och fann antiprotonen; och den stora hadronkollideraren för protoner till 6,8 teraelektronvolt vardera. Den kosmiska strålningen sätter allt detta i perspektiv genom att anlända med energier upp till 10 upphöjt till tjugo elektronvolt, tiotals miljoner gånger mer än någon maskin kan alstra, om än bara en handfull sådana partiklar träffar Jorden på ett sekel per kvadratkilometer.
En elektronvolt motsvarar ungefär 1,602 gånger tio upphöjt till minus nitton joule, eller ungefär 3,83 gånger tio upphöjt till minus tjugo kalorier.
Gigajoulen är en energienhet som motsvarar en miljard joule, alltså 1000 megajoule. Beteckningen är GJ. Till skillnad från joulen med mindre prefix är den en fungerande handelsenhet: gas och värme köps och säljs i gigajoule, och ett hushålls årsförbrukning är ett antal gigajoule som ryms väl på en rad i räkningen.
Uppvärmningen är där de flesta möter den. Fjärrvärme i Danmark och Nederländerna mäts och faktureras i gigajoule, och kanadensiska naturgasräkningar är angivna i dem. En gigajoule motsvarar ungefär värmen i 26 kubikmeter naturgas eller i 29 liter bensin, och ett välisolerat hus i kallt klimat förbrukar mellan 40 och 100 gigajoule om året för uppvärmning och varmvatten.
Enheten mäter också vad material kostar att tillverka. Att framställa ett ton konstruktionsstål kräver ungefär 20 till 25 gigajoule primärenergi, ett ton cement omkring 4, och ett ton primäraluminium nära 200. De talen förklarar varför aluminium beskrivs som lagrad elektricitet, och varför tabeller över inbyggd energi i byggandet publiceras i gigajoule per ton och inte i någon mindre enhet.
För förstörande energi är den den naturliga skalan mellan det hemliga och det katastrofala. Ett ton TNT frigör per definition 4,184 gigajoule, och ett blixtnedslag levererar i storleksordningen en till fem, även om nästan allt går åt till att hetta upp och slita sönder luften snarare än det som träffas. Ett ton stenkol rymmer omkring 29 gigajoule kemisk energi.
Människan står i samma tabell. En vuxen som äter ett tiotal megajoule om dagen tar in ungefär 3,7 gigajoule födoenergi på ett år, mindre än vad en liten bil bränner på en månad. Att ställa de två talen bredvid varandra i samma enhet är ett av de tydligaste sätten att visa hur mycket av dagens energianvändning som sker utanför kroppen.
Ovanför gigajoulen går den nationella statistiken över till terajoule och petajoule; nedanför beskrivs apparater och fordon i megajoule och kilowattimmar. Gigajoulen sitter i skarven, och därför möts energimyndigheter och leverantörer just där: stor nog för en byggnad, liten nog för en räkning.
En gigajoule motsvarar 1 000 000 000 joule, ungefär 277,8 kilowattimmar eller cirka 239 000 kilokalorier.