| Elektronvolt (eV) | Terajoule (TJ) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-31 TJ |
| 2 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-31 TJ |
| 3 Elektronvolt | 4.806529902 × 10-31 TJ |
| 4 Elektronvolt | 6.408706536 × 10-31 TJ |
| 5 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-31 TJ |
| 10 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-30 TJ |
| 20 Elektronvolt | 3.204353268 × 10-30 TJ |
| 25 Elektronvolt | 4.005441585 × 10-30 TJ |
| 50 Elektronvolt | 8.01088317 × 10-30 TJ |
| 100 Elektronvolt | 1.602176634 × 10-29 TJ |
| Referens | Elektronvolt (eV) | Terajoule (TJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 0.000000004184 TJ |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 0.00000001 TJ |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 0.000008368 TJ |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 0.0000036 TJ |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 0.001 TJ |
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.
Terajoulen är en energienhet som motsvarar tusen gigajoule, alltså 1 000 000 000 000 joule. Beteckningen är TJ. Det är den enhet i vilken länder bokför sin energi, och den syns långt oftare i offentlig statistik än i någon teknisk katalog, eftersom den är skuren för en orts årsförbrukning och inte för en maskins.
Den internationella energibokföringen går på den. Internationella energirådet ger ut nationella energibalanser i terajoule, och de växthusgasinventeringar som lämnas inom Förenta nationernas klimatramverk redovisar bränsleanvändningen i samma enhet. Utsläppsfaktorerna anges i samma anda: att bränna en terajoule naturgas ger omkring 56 ton koldioxid, diesel omkring 74 och stenkol omkring 95, vilket gör varje energital direkt till ett utsläppstal.
Produktionen beskrivs också här. Ett vindkraftverk på tre megawatt med en realistisk kapacitetsfaktor ger ungefär 33 terajoule på ett år. En enda last flytande naturgas i ett stort fartyg rymmer nära 3800 terajoule, och därför kan en enda leverans täcka veckor av ett litet lands gasbehov. Batterier i nätskala mäts däremot fortfarande i bråkdelar av en terajoule.
Förstörande energi når också skalan. Ett kiloton TNT är exakt 4,184 terajoule, så bomben över Hiroshima frigjorde ungefär 63 terajoule. En jordbävning av magnitud fem strålar ut omkring två terajoule seismisk energi, och varje helt steg på skalan mångfaldigar det med ungefär trettiotvå, vilket är skälet till att en händelse av magnitud sju är tusen gånger så stor som en av magnitud fem.
Enheten markerar dessutom en gräns i hur energi diskuteras. Under den hör storheterna till byggnader, fordon och apparater, och tvisten gäller verkningsgrader. Vid den och över den hör de till politiken: bränsleimport, stödsystem, utsläppsmål och nätplanering. Det är samma fysik som mäts, men terajoulen är där samtalet upphör att vara tekniskt och blir politiskt.
Ovanför terajoulen fortsätter stegen med petajoulen, som används för hela nationella sektorer, och exajoulen, som används för världssummor: den globala primärenergianvändningen ligger på drygt 600 exajoule om året. Att läsa den stegen nedåt igen är en fråga om att flytta decimaltecknet tre steg i taget.
En terajoule motsvarar 1 000 000 000 000 joule, ungefär 277,8 megawattimmar eller cirka 239 gigakalorier.