| Elektronvolt (eV) | Millijoule (mJ) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-16 mJ |
| 2 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-16 mJ |
| 3 Elektronvolt | 4.806529902 × 10-16 mJ |
| 4 Elektronvolt | 6.408706536 × 10-16 mJ |
| 5 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-16 mJ |
| 10 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-15 mJ |
| 20 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-15 mJ |
| 25 Elektronvolt | 4.005441585 × 10-15 mJ |
| 50 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-15 mJ |
| 100 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-14 mJ |
| Referens | Elektronvolt (eV) | Millijoule (mJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 4184000 mJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 10000000 mJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 8.368 × 109 mJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 3.6 × 109 mJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 1 × 1012 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.
Millijoulen är en energienhet som motsvarar en tusendels joule, alltså 0,001 joule. Beteckningen är mJ. Den är den första enheten på vägen nedåt från joulen där människokroppen slutar känna vad som sker, och därför dyker den upp överallt där en liten mängd energi måste frigöras avsiktligt och exakt.
Vardagens mekanik når dit utan möda. Ett gem på ett gram, släppt från en meter, landar med omkring tio millijoule. Att trycka ned en tangent kräver ett par, att vända ett blad betydligt mindre, och gnistan som hoppar från ett dörrhandtag en torr dag bär mellan en och tio. Den sista siffran ligger ungefär vid känseltröskeln, vilket gör millijoulen till den minsta energi en människa vanligen märker utan att bli tillsagd.
Explosionsskyddet är skrivet här. Den minsta antändningsenergin för metan i luft ligger kring 0,28 millijoule och för propan kring 0,25, medan moln av mjöl, socker eller metalldamm kräver tiotals millijoule. Standarder för riskområden fastställer en krets tillåtna lagrade energi mot dessa tal, så att hela byggnaden kring egensäkerhet vilar på storheter av denna ordning och inte på vad en spänningsmätare visar.
Medicinska och industriella lasrar klassas i millijoule per puls. En godhetsomkopplad laser som används för att ta bort tatueringar eller för stenkrossning levererar några hundra millijoule på några nanosekunder, och just den extrema korttiden förvandlar en blygsam energi till en toppeffekt på megawatt. Kapsulotomi i ögat använder några få millijoule, och hudvårdsapparater doseras i samma enhet, eftersom det som avgör verkan i vävnaden är dosen per puls och inte behandlingen som helhet.
Små elektriska och akustiska storheter hamnar också här. En laserpekare på en milliwatt sänder ut en millijoule i sekunden. Den som talar högt strålar ut ungefär en millijoule ljud i sekunden, och signalgivaren i en brandvarnare flera. En kondensator på en mikrofarad laddad till femtio volt lagrar 1,25 millijoule, och det är den sortens tal som trycks på blixtkretsar, tändmoduler och kameraslutare.
Ovanför tar joulen vid och verkningarna blir uppenbart mekaniska; nedanför tar mikrojoulen vid och verkningarna blir osynliga. Det gör millijoulen till förnimmelsens praktiska gräns, och förklarar varför säkerhetsgränser, känslighetströsklar och dosangivelser så ofta stannar vid tre decimaler i stället för att gå längre ned.
En millijoule motsvarar 0,001 joule, ungefär 0,000239 kalorier eller cirka 0,000000278 wattimmar.