Un électronvolt est exactement 1,602176634 × 10⁻¹⁹ joules. Depuis 2019, ce chiffre est exact plutôt que mesuré, car la charge élémentaire a été fixée comme constante de définition du SI.
h2.units
Un électronvolt est l'énergie gagnée par un seul électron accéléré à travers une différence de potentiel d'un volt. C'est une unité naturelle pour la physique atomique et des particules, où les joules nécessiteraient des exposants autour de moins dix-neuf dans chaque équation. La redéfinition du SI en 2019 a fixé la charge élémentaire à exactement 1,602176634 × 10⁻¹⁹ coulombs, ce qui a fait de l'électronvolt une quantité exactement définie par effet secondaire. Avant cela, elle comportait une incertitude de mesure, et les valeurs publiées variaient légèrement à chaque amélioration de la mesure de la charge.
h2.factor
La valeur est exacte par définition. L'échelle est ce qui rend l'unité utile : les photons de lumière visible transportent de 1,6 à 3,3 eV, les liaisons chimiques sont de quelques eV, les rayons X sont de milliers, et le Grand collisionneur de hadrons accélère les protons à 6,8 téraélectronvolts. La masse est souvent exprimée dans la même monnaie via E = mc², ainsi la masse au repos d'un électron est de 511 keV/c² et celle d'un proton est de 938 MeV/c². La température ambiante correspond à environ 0,025 eV d'énergie thermique par particule, ce qui est le nombre qui explique pourquoi les liaisons chimiques de quelques eV ne se rompent pas spontanément.
h2.usage
Physique des particules, physique atomique, semi-conducteurs et spectroscopie. Les bandes interdites dans les matériaux semi-conducteurs sont exprimées en électronvolts — le silicium à 1,12 eV, le nitrure de gallium à 3,4 — et ce chiffre détermine les longueurs d'onde qu'un dispositif peut absorber ou émettre. La spectroscopie aux rayons X et gamma étiquette les pics en keV. La recherche photovoltaïque, la dosimétrie des rayonnements et la microscopie électronique utilisent toutes cette unité. La conversion en joules est nécessaire chaque fois qu'une grandeur à l'échelle quantique entre dans un bilan énergétique macroscopique.