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Joule in Elektronenvolt umrechnen - so wird's gemacht

Joule in Elektronenvolt umrechnen - so wird's gemacht2:46
Video von Galina Schlundt2:46

So erstaunlich es klingt, aber neben der Energieeinheit "Joule" gibt es, vor allem im Bereich der Atom- und Kernphysik, noch die Einheit "Elektronenvolt". So rechnen Sie die beiden ineinander um.

Die Energieeinheit "Joule" - das sollten Sie wissen

  • Wie andere physikalische Größen auch hat Energie, egal ob elektrisch, mechanisch oder chemisch, eine Einheit.
  • Diese wurde nach dem Physiker James Prescott Joule benannt. 
  • Die Abkürzung für "Joule" ist das große "J". Man spricht also beispielsweise von einer Energie von 50 J.
  • Als aus der mechanischen Arbeit abgeleitete Einheit hängt das Joule direkt mit der Kraft (in Newton) und dem zurückgelegten Weg (in Meter) zusammen: 1 J = 1 Nm (sprich: Newtonmeter).

Das Elektronenvolt - eine wirklich kleine Energieeinheit

  • Auch wenn die Energieeinheit "Joule" nicht wirklich riesig ist, benötigen gerade Wissenschaftler, die im atomaren Bereich arbeiten, oft kleinere und anschaulichere Energieeinheiten.
  • Hier hat historisch die Einheit "Elektronenvolt" Fuß gefasst, abgekürzt "eV" (auch "eVolt").
  • Ein Teilchen nimmt beispielsweise beim Beschleunigen in einem elektrischen Feld dann die Energie 1 eV auf, wenn es eine Elementarladung trägt (wie das Elektron oder Proton beispielsweise) und das beschleunigende Feld durch eine Spannung von 1 Volt erzeugt wird.
  • Schon die Definition zeigt, dass 1 eV nur eine winzige Energie sein kann.
  • Größere Einheiten sind das keV (Kiloelektronenvolt = 1000 eV) sowie das MeV (Megaelektronenvolt = 1.000.000 eV).
  • Auch die Energie von Strahlung wird oft in der Einheit "eV" angegeben. So liegt die Energie von Röntgenstrahlung im Allgemeinen im keV-Bereich, die von Gammastrahlung jedoch im oberen keV- bis unteren MeV-Bereich. 

Die beiden Einheiten ineinander umrechnen - so gelingt's

In manchen Fällen, wenn beispielsweise mechanische Energien mit Strahlungsenergien verglichen werden sollen, ist es notwendig, die beiden Energieeinheiten ineinander umzurechnen. Hierfür gelten die Umrechnungen (die sich übrigens aus der Ladungsmenge und der Definition des Volt ergeben):

  • 1 J = 6,25 x 1012 MeV = 6,25 x 1018 eV; spätestens hier wird klar, wie winzig das Elektronenvolt wirklich ist.
  • 1 eV = 1,602 x 10-19 J.

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