¿Por qué los físicos de partículas usan unidades como electronvoltio en lugar de joule (unidad SI)?

Cuantos menos dígitos necesite recordar, mejor. Tener que recordar exponentes inútiles es una pérdida de espacio. Es la misma razón por la que las personas no usan micras por hora como unidad de velocidad. 50000000000 micras / hora es más difícil de recordar que 50 kilómetros / hora.

Entonces, en última instancia, se debe a que un Joule es una cantidad macroscópica de energía, lo que significa que es algo que requiere el valor de un electrón de Avogadro para ser relevante.

Un electrón voltio es útil, porque es una energía relevante para los niveles de energía atómica; por ejemplo, la energía de enlace del hidrógeno es 13.6 eV y eso es mucho más útil que 2.17 10 ^ -18 julios.

Los físicos de partículas tienden a usar GeV (billones de electronvoltios), que es aproximadamente la energía de masa en reposo de un protón (0.938 GeV). El resto de la energía de masa de la mayoría de las partículas elementales está en el rango de GeV (con la excepción de neutrinos y partículas sin masa).

Siempre debes usar las unidades que sean más convenientes para tu ciencia.

Las dos razones principales (y existe una correlación entre ellas) son:

  1. Las partículas cargadas son las más fáciles de medir y evaluar que las partículas neutras, y la mayoría de las partículas cargadas de vida más larga tienen la misma magnitud de carga que el electrón, mientras que algunas tienen el doble. Es fácil conocer los niveles de energía basados ​​en el cambio de voltaje (intensidad del campo eléctrico punteado en un vector de distancia) en voltios por e, ya que la magnitud de la carga le da el mismo número de electrones de cambio de energía que el número de voltios de cambio potencial. Hay otros cálculos similares relacionados con la masa, el momento y la energía. Los cálculos son mucho más fáciles con electronvoltios.
  2. Dado que las mediciones se realizan directamente en voltios de electrones, la conversión a julios implica la multiplicación por la magnitud de la carga del electrón, cuyo valor tiene cierta incertidumbre. Conocemos la equivalencia energética de la masa de las partículas en electronvoltios con muy cerca de la mitad de la incertidumbre cuando se expresa en julios.

Justo lo que escribió Jay Wacker. Pero también hay otra razón útil: si acelera un electrón de carga elemental e = 1.602 * 10 ^ -19 C en un campo eléctrico homogéneo con voltaje U = 1 V, ¿cuál es su energía cinética? Sí, claro, 1 eV. (kin. energía = voltaje * carga, para velocidades no relativistas). Esto es útil para los físicos de rayos X, porque si se opera un tubo de rayos X a, digamos, 35 kV, la energía cinética de los electrones que bombardean el ánodo es de 35 keV y también la energía máxima de los fotones de rayos X generados es de 35 keV.

La unidad comenzó su vida útil como “voltios equivalentes”, ya que la medición se realiza en voltios. La unidad se llamó más tarde electrón-volt, y se supone que es una energía. Escribir cV / c² es algo complejo.

No es muy diferente a las calorías (kg ° C) o kgf, pero los científicos lo están haciendo,

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