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Das Joule ist die vom internationalen Einheitensystem festgelegte internationale Standardenergieeinheit. Genauso wie Sie die Entfernung in Zentimetern, Metern oder Kilometern messen können, gibt es verschiedene Möglichkeiten, Energie zu messen. Physiker definieren "Energie" als die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Wenn diese Arbeit wie in der Atomphysik in sehr kleinem Maßstab durchgeführt wird, verwenden Wissenschaftler das Elektronenvolt, um es zu messen.
Energieformen
Die Definition von "Energie" als Fähigkeit zur Arbeit scheint einfach zu sein, wird jedoch durch die Tatsache erschwert, dass diese Fähigkeit auf verschiedene Arten existiert. Kinetische Energie ist die Energie der Bewegung, während potentielle Energie gespeicherte Energie anzeigt, wie ein Stein auf einer Klippe - wenn er fällt, wird seine potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Joules
Das Joule - eine Energieeinheit zu Ehren des britischen Physikers James Prescott Joule aus dem 19. Jahrhundert - wird mit dem Großbuchstaben "J" abgekürzt. Dies ist die Energiemenge, die zum Heben eines Objekts mit einem Gewicht von 453,6 g (229 cm) über dem Startpunkt benötigt wird, und es wird ungefähr das Zwei-Millionen-fache dieser Menge benötigt, um eine Kaffeekanne herzustellen, erklärt die Website Energie Quest. Joule messen auch potenzielle Energie, wie sie beispielsweise in Batterien oder Lebensmitteln gespeichert ist.
Elektronenvolt
Während Joule Energie auf menschlicher Ebene ausdrücken, misst das Elektronenvolt Energie auf einer Skala, die normalerweise nur von Wissenschaftlern beobachtet wird. Ein Elektronenvolt oder eV entspricht 1,602 mal 10 ^ -19 Joule oder der Energie, die ein Elektron gewinnt, wenn es sich um eine Potentialdifferenz von einem Volt bewegt. Da es genau so kleine Energiemengen misst, ist das Elektronenvolt die Einheit der Wahl für die Kern- und Atomphysik.
Elektronenvolt und Masse
Albert Einsteins Spezielle Relativitätstheorie beschreibt berühmt die Beziehung zwischen Energie und Masse mit der Formel E = mc², die vorschreibt, dass Energie gleich Masse multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat ist, was bedeutet, dass Masse in Energie umgewandelt werden kann, und und umgekehrt. Da Energie und Masse gleichwertig sind, verwenden Physiker das Elektronenvolt, eine Energieeinheit, um die Masse der Atomteilchen zu messen, anstatt herkömmliche Masseneinheiten wie Kilogramm zu verwenden.
