Hallo Community,
ich habe ein kleine Verständnisproblem mit dem Zusammenhang zwischen eV und Ruheenergie. Die Ruheenergie eine Elektrons beträgt bekannterweise 511 keV, und 1 eV ist die Energie, die ein Teilchen mit ein e beim Durchlaufen von einem Potezial von 1 Volt durchläuft.
Soll das etwa heißen, dass ein Elektron im Ruhezustand 511 kV durchläuft?
Das kann ich mir kaum vorstellen.
Aber wie hängen die beiden Energien denn nun wirklich zusammen?
Vielen Dank schon mal im vorraus.
MfG, Kaschperkopp
Hallo!
Ein Elektron das eine Spannung von 1 V durchlaufen hat, hat eine kinetische Energie von 1 eV.
Wenn man jetzt die Ruheenergie des Elektrons in der selben Einheit angeben möchte, kommt man auf die von Dir genannten 511 keV. Das hat aber nichts mehr mit einer Beschleunigungsspannung zu tun, sondern nur damit, dass man die Ruheenergie in derselben Einheit messen möchte wie die kinetische Energie. Man könnte es auch umgekehrt machen. Dann wäre die Einheit für die kinetische Energie etwas unhandlich: „kg*c²“. Oder man rechnet beides auf die Energieeinheit der klassischen Mechanik um: „J“. (Theoretisch kann man sogar Wellenzahl-, Frequenz- oder Temperatureinheiten als Energieeinheiten verwenden, wobei das in diesem Fall absolut keinen Sinn macht…)
Wenn ein Elektron eine Beschleunigungsspannung von 511 kV durchlaufen hat, ist seine Gesamtenergie doppelt so hoch wie seine Ruheenergie.
Mehr gibt es daran eigentlich nicht zu verstehen.
Michael
Hallo,
eV ist einfach eine Maßeinheit für Energie, die im Quantenbereich verwendet wird. Die Definition ist eben die Elektronenladung, die 1 Volt durchläuft. Das ist also nur die Festlegung der Einheit.
Die 511 keV sind die Ruheenergie bzw. das Energieäquivalent der Masse (manche sagen auch, das Elektron habe eine Masse von 511 keV). D.h., wenn z.B. die gesamte Masse/Ruheenergie des Elektrons in Strahlung verwandelt wird, wird die Strahlung (das Photon) 511 keV haben. Das ist z.B. der Fall, wenn ein langsames („ruhendes“) Elektron auf ein langsames Positron trifft. Dann werden bei deren Zerstörung (Annihilation) 2 Photonen mit jeweils 511 keV gebildet.
Gruß, Niels