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法学电子伏特和焦耳之间的关系
介绍
在了解电子伏特和焦耳之间的关系之前，我们需要首先定义什么是单位。在物理学中，“单位”是指用于测量各种物理量的标准。单位用于建立不同等量测量值之间的关系。在任何科学方法中，焦耳表示能量标准测量的SI（国际单位制）单位，而电子伏特表示获得的能量值。
电子伏特的定义
电子伏特可以定义为描述电子获得的净能量量的单位。只有当电子在特定条件下加速，包括1伏特的电位差时，才使用此单位 (Rapidtables.com, 2022)。
然而，伏特 (V) 或 (E) 是用于定义和测量两点之间电势差或电动势的SI单位。伏特的公式定义为电流与电阻的乘积。
因此，简单来说，电子伏特是指携带一个单位电子电荷的电子接收到的等量能量，而电子的电势增加1伏特 (Science.nasa.gov, 2022)。因此，接收到的能量称为1 eV。虽然电子伏特的符号在高级物理学中使用。还有几种形式的电子伏特，包括KeV、TeV、GeV和MeV。
电子伏特的公式
建立电子伏特与伏特之间关系的公式可以写成：一伏特等于1.0E - 18EV。这是因为十的十八次方伏特定义为1艾伏特，这意味着，1艾伏特 = 1018伏特。
第一个化学电池
第一个化学电池的发明提供了电压的概念，这是由伦巴第物理学家亚历山德罗·伏打提出的。更具体地说，他发明了伏打电堆。下图表示实验。
图1：电子伏特定义
在这个实验中，使用了平行板电容器，当过程开始时，电子在负极板中变得活跃，并由于电容器的平行板的存在而加速向正极板移动。这是因为正极板的电势较高，为一伏特 (Lu et al. 2022)。因此，自由电子从一点到另一点所做的总功趋向于具有1伏特的电势差，并定义为1电子伏特。因此，1eV = 1伏特乘以电子获得的电荷，这意味着1.6 * 10-19 [1V = (1J/1C)]。
焦耳的定义
焦耳定义为测量功或能量的SI单位。然而，一焦耳可以定义为在施加一牛顿的力作用下，在1米位移时所消耗的净能量量 (Electronics-tutorials.ws, 2022)。还规定，一焦耳等于大约一秒钟内辐射或耗散的1瓦功率。
图2：焦耳定义
上图显示了能量的SI单位。在上图中，能量的转移是由作用于物体的一牛顿的力发生的，从而使其沿相同方向移动1米 (Techtarget.com, 2022)。焦耳不仅定义为能量转移，也定义为物体所做的功。
解释1焦耳的公式
解释1焦耳的公式规定为：1J = 6.2415 * 1018 eV (Mrsolar.com, 2022)。这进一步定义了在相同方向上使物体位移1米时所做的能量或总功。
转换
电子伏特转换为焦耳
电子伏特的转换如下所示。
因此，
- 1 eV 等于 1.60218 * 10-19 J，
- 2 eV 等于 3.2044 * 10-19 J，
- 3 eV 等于 4.8065 * 10-19 J，以此类推。
焦耳转换为电子伏特
焦耳转换为电子伏特如下所示。
因此，
- 1 J 等于 6.242 * 1018 eV，
- 2 J 等于 1.248 * 1019 eV，
- 3 J 等于 1.872 * 1019 eV，以此类推。
焦耳和电子伏特关系的应用
需要注意的是，焦耳与电子伏特之间的相互转换对于解决与核物理和原子能电厂相关的任何问题都非常必要。此外，转换表方便解决与功和能量转移相关的问题 (Science.nasa.gov, 2022)。这种关系非常重要，因为它方便人们理解焦耳和电子伏特单位相关的概念。
结论
在本教程中，描述了两个重要单位焦耳和电子伏特之间已知的关系。然而，它们都表示功或能量转移的概念，并且它们都在SI系统中提供测量值。此外，基本关系是1 eV = 1.6 * 10-19 J。
常见问题 (FAQ)
Q1. 定义电子伏特时使用哪些度量单位前缀？
电子伏特中使用的度量单位前缀是兆 (mega)、千 (kilo)、拍 (peta)、吉 (giga)、太 (tera) 和艾 (exa)。
Q2. eV 代表什么？
eV 单元象征着能量的概念，电势的结果定义为伏特。
Q3. 谁发明了伏打电堆？
伦巴第物理学家亚历山德罗·伏打通过化学电池实验发明了伏打电堆。
参考文献
期刊
Lu, Y.R., Pudasainee, D., Khan, M., Gupta, R. and Nikrityuk, P.A., 2022. Experimental and Numerical Study of Volt–Ampere Characteristics of a Packed Tube Heated by Joule Heating. Journal of Energy Resources Technology, 144(5), p.052105. 检索自：https://asmedigitalcollection.asme.org
网站
Electronics-tutorials.ws, (2022), 电能，https://www.electronics-tutorials.ws. [检索于2022年6月11日]
Mrsolar.com, (2022), 伏特、安培、欧姆和瓦特是什么意思，检索自：https://www.mrsolar.com/what-does-volts-amps-ohms-and-watts-mean/ [检索于2022年6月11日]
Rapidtables.com, (2022), eV 到焦耳，检索自：https://www.rapidtables.com/convert/energy/ev-to-joule.html [检索于2022年6月11日]
Science.nasa.gov, (2022), 什么是电子伏特？，检索自：https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/comment2_ast15jan_1 [检索于2022年6月11日]
Techtarget.com, (2022), 伏特的定义，检索自：https://www.techtarget.com/whatis/definition/volt [检索于2022年6月11日]
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