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Elektronenvolt

In der Teilchenphysik gebräuchliche Einheit für die Energie.

Die Physik zählt zu den exakten Wissenschaften. Das heißt nun nicht, dass sich Physiker nicht auch einmal irren, sondern dass sie ihre Ergebnisse in Zahlen ausdrücken können.

Damit solche Zahlen vergleichbar sind, damit man Äpfel nicht mit Birnen verwechselt, haben sie sich auf gemeinsame Einheiten geeinigt. Für die Einheit der Energie in der Welt der Teilchenphysik fiel dabei das Los auf das "Elektronenvolt": Wird ein Elektron durch die elektrische Spannung von einem Volt beschleunigt, so gewinnt es eine Energie von einem Elektronenvolt.

Wieso "Elektronenvolt"?

Woher kommt der Begriff "Elektronenvolt" als Einheit einer Energie? Die folgende Ableitung macht's deutlich:

Wenn ein Teilchen über die Strecke d durch eine Kraft F beschleunigt wird, so gilt für die gewonnene Energie W:

Nach der Lorentzgleichung ist die elektrische Kraft F, die auf ein Teilchen mit der Ladung q wirkt, proportional zur elektrischen Feldstärke E:

Nun gilt es, die Stärke des elektrischen Feldes zu bestimmen. Wenn an zwei Metallplatten, die Strecke d voneinander entfernt sind, die Spannung U angelegt wird, beträgt die Stärke des elektrischen Feldes, das zwischen den beiden Platten entsteht:

Wenn man diese drei Formeln zusammennimmt, erhalten wir für die Energie, die ein Elektron gewinnt, wenn es zwischen zwei elektrisch geladenen Platten beschleunigt wird:

Ladungen (q) können in Vielfachen der Elektronenladung e angegeben werden. Die Einheit der Spannung U ist das Volt. Verkürzt ergibt sich daher das Elektronenvolt.

Energieeinheiten

1 eV= 1,602 176 10-19 J

1 eV/c2 = 1,782 662 10-36 kg

Quelle: http://physics.nist.gov/constants


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