Un elettronvolt (eV) è un’unità di energia molto piccola utilizzata nei campi della ricerca fisica come la fisica nucleare e delle particelle, in parte a causa del fatto che l’unità standard di energia, il joule, è troppo grande per avere significato chiaro in tale ricerca come unità di base. Il valore standard di un elettronvolt è calcolato come 1.602 x 10-19 joule, o una frazione di 0.0000000000000000001602 di un joule. Il valore è derivato dall’energia necessaria per spostare un singolo elettrone attraverso un potenziale elettrico di un volt, o come quantità equivalente di energia trasportata da un fotone di luce. Un trilione di elettronvolt (TeV), o 1 x 1012 eV, è ancora un valore energetico così piccolo che è considerato equivalente alla quantità di energia di lavoro che una formica consuma quando si muove e una luce a incandescenza standard da 100 watt La lampadina brucia 2,200,000,000,000 di volte più energia di una formica all’ora, o 2.2 x 1024 elettronvolt.
L’uso dei valori di elettronvolt è diffuso anche in altri campi della ricerca scientifica fondamentale, dove, in certi calcoli, può rappresentare valori di temperatura o radiazione elettromagnetica. Ciò include l’astronomia, dove viene utilizzato per classificare le lunghezze d’onda della luce. Questo perché l’elettronvolt è una misura fondamentale dell’energia cinetica che può essere applicata praticamente alla ricerca a livello molecolare. Un valore di 13.6 eV equivale all’energia necessaria per ionizzare un atomo di idrogeno, che è l’elemento più comune riscontrato nella ricerca astronomica. È necessario un valore di 4.2 eV per scomporre una molecola di sale nei suoi elementi costituenti sodio e cloruro, il che rende gli elettronvolt un termine di misurazione conveniente per molte comuni reazioni chimiche.
Nonostante il suo uso diffuso nella ricerca, l’elettronvolt non è considerato un’unità metrica standard, poiché il suo valore può cambiare in base alle condizioni e ai requisiti sperimentali. Può anche essere usato per rappresentare un’unità di massa nei calcoli fisici per bilanciare le unità di energia nell’equazione della relatività speciale di E = MC2. Ciò consente di calcolare la massa di particelle subatomiche come i protoni, dove un protone è equivalente a 938,000,000 eV diviso per la velocità della luce al quadrato, che è espressa come Giga elettronvolt in stenografia come 0.938 GeV/c2.
Non esiste una conversione diretta in elettronvolt da volt standard come misura del potenziale elettrico. Sebbene i due sembrino derivati, sono misurazioni di cose diverse, con elettronvolt come misura dell’energia cinetica basata sul joule e volt come misura della differenza di potenziale tra due punti di conduzione. Gli elettronvolt, tuttavia, seguono la convenzione metrica per gli aumenti di quantità, con il prefisso kilo che rappresenta 1,000 in KeV; mega che rappresenta un milione o MeV; giga che rappresenta un miliardo di GeV; e così via.