| Mikrojoule (µJ) | Elektronvolt (eV) |
|---|---|
| 1 Mikrojoule | 6241509074461 eV |
| 2 Mikrojoule | 12483018148922 eV |
| 3 Mikrojoule | 18724527223382 eV |
| 4 Mikrojoule | 24966036297843 eV |
| 5 Mikrojoule | 31207545372304 eV |
| 10 Mikrojoule | 62415090744608 eV |
| 20 Mikrojoule | 124830181489215 eV |
| 25 Mikrojoule | 156037726861519 eV |
| 50 Mikrojoule | 312075453723038 eV |
| 100 Mikrojoule | 624150907446076 eV |
| Referens | Mikrojoule (µJ) | Elektronvolt (eV) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4.184 × 109 µJ | 2.61145 × 1022 eV |
| An AA alkaline battery | 1 × 1010 µJ | 6.24151 × 1022 eV |
| Daily adult food intake | 8.368 × 1012 µJ | 5.22289 × 1025 eV |
| One unit on an electricity bill | 3.6 × 1012 µJ | 2.24694 × 1025 eV |
| A lightning strike | 1 × 1015 µJ | 6.24151 × 1027 eV |
Mikrojoulen är en energienhet som motsvarar en miljondels joule, alltså 0,000001 joule. Beteckningen är µJ. Den är skalan för små levande varelser, för korta laserpulser och för den el en givare gör av med när den vaknar, och den är den minsta energienhet som fortfarande beskriver händelser en människa kan märka utan hjälpmedel.
Här bor insekterna. En loppa på ett halvt milligram som hoppar tjugo centimeter gör av med ungefär en mikrojoule, och en mygga i plan flykt bär drygt en fjärdedel av det. Att lyfta ett gram en tiondels millimeter kostar detsamma. Det är sådana storheter som gör enheten begriplig: inte osynliga i princip, bara för små för att spela roll om inte något upprepar dem miljontals gånger i sekunden.
Tändskyddet skrivs i detta område, och siffrorna avgör hur utrustning får byggas. Den minsta energi som antänder en blandning av väte och luft ligger kring 17 mikrojoule; för de flesta kolvätegaser rör det sig om några hundra. Egensäker apparatur för raffinaderier, spannmålsmagasin och gruvor certifieras genom att man visar att inget fel kan frigöra mer än blandningen kräver, och därför granskas kretsar avsedda för riskområden i mikrojoule och inte i volt.
Instrument med pulsat ljus anges i mikrojoule nästan undantagslöst. En fordonslidar skjuter pulser på några mikrojoule många tusen gånger i sekunden, lasermärkningssystem använder tiotal till hundratal, och femtosekundförstärkare avsedda för mikrobearbetning ligger i områdets övre del. Energin per puls bestämmer vad strålen kan skära, avbilda eller lysa upp utan fara, och medeleffekten ensam besvarar inte den frågan.
Elektronik med låg förbrukning budgeterar i samma termer. En passiv radiotagg hämtar några mikrojoule ur läsarens fält och måste avsluta hela sitt utbyte inom dem. En kortdistanssändning kostar tiotals mikrojoule, ett kvartsurverk ungefär en i sekunden, och en temperaturgivare som vaknar, mäter och somnar om kan klara sig på under tio. Batteritiden hos sådana apparater är räkning utförd i mikrojoule.
Ovanför tar millijoulen vid och verkningarna blir mekaniska: en gnista man känner, ett klick man hör, ett litet föremål som faller. Nedanför tar nanojoulen vid och verkningarna blir optiska och elektroniska. Mikrojoulen upptar det smala bandet däremellan, och därför möts så många ämnesområden som annars inte delar något alls i samma prefix.
En mikrojoule motsvarar 0,000001 joule, ungefär 6,24 × 10¹² elektronvolt eller cirka 2,78 × 10⁻¹⁰ wattimmar.
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.