| Elektronvolt (eV) | Megajoule (MJ) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-25 MJ |
| 2 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-25 MJ |
| 3 Elektronvolt | 4.806529902 × 10-25 MJ |
| 4 Elektronvolt | 6.408706536 × 10-25 MJ |
| 5 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-25 MJ |
| 10 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-24 MJ |
| 20 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-24 MJ |
| 25 Elektronvolt | 4.005441585 × 10-24 MJ |
| 50 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-24 MJ |
| 100 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-23 MJ |
| Referens | Elektronvolt (eV) | Megajoule (MJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 0.004184 MJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 0.01 MJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 8.368 MJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 3.6 MJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 1000 MJ |
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.
Megajoulen är en energienhet som motsvarar en miljon joule. Beteckningen är MJ. Det är den skala där energi upphör att vara en laboratoriestorhet och blir något med synliga fysiska följder.
Ett fordon i rörelse är det enklaste hållpunkten. En familjebil på 1500 kilogram i 100 kilometer i timmen bär omkring 0,58 megajoule rörelseenergi, och vid en kollision måste allt det ta vägen någonstans. Deformationszoner konstrueras just kring den siffran, och därför är det krockenergin och inte hastigheten som skrivs in i fordonens säkerhetskrav.
Även sprängämnen klassas här. En dynamitgubbe frigör ungefär en megajoule, och ett kilogram TNT omkring 4,2. Eftersom TNT-ekvivalenten är definierad och inte uppmätt slår megajoulen bryggan mellan kemiska sprängämnen och andra energifrigörelser, så att ett meteoritnedslag eller en industriolycka kan beskrivas på samma skala som en rivningsladdning.
En människas dagliga energiintag ligger kring tio megajoule, samma siffra som 2400 kilokalorier sedd från andra hållet. Kroppsarbete är jämförbart: en arbetsdag med handarbete utöver vilometabolismen kostar några megajoule, och en lång cykeletapp kanske femton.
Bränslenas energitäthet per massenhet ligger på den här skalan. Bensin innehåller omkring 46 megajoule per kilogram, ved ungefär 16, och ett modernt litiumbatteri omkring 0,9. Den sista jämförelsen, en faktor femtio, är den enda siffra som förklarar varför elflyg förblir svårt medan elbilar inte gör det.
Industriella och militära system använder enheten för lagrad och avgiven energi. Prestanda hos skenkanoner och elektromagnetiska katapulter anges i megajoule vid mynningen, svänghjulslagring i megajoule, och likaså den energi ett stort kondensatorbatteri avger i ett fusionsförsök.
Att jämföra lagringstekniker i denna enhet är lärorikt, ty avstånden är så stora. Ett kilogram bensin rymmer omkring 46 megajoule, ett kilogram torrt trä omkring 16, och ett kilogram litiumjonbatteri bara omkring 0,9, ett femtiotal gånger mindre än bränslet. Det enda förhållandet förklarar det mesta av den tekniska svårigheten med elflyg och mycket av en elbils vikt. Åt andra hållet frigör ett kilogram uran-235 vid fullständig klyvning omkring 80 miljoner megajoule, och ett kilogram materia helt omvandlad till energi skulle ge 90 miljarder. Enheten spänner över hela det området med bara några få byten av prefix.
En megajoule motsvarar en miljon joule, ungefär 0,278 kilowattimmar eller cirka 239 kilokalorier.