エネルギーの単位

eV（エレクトロンボルト）とJ（ジュール）とW（ワット）の関係を教えてください。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2025/04/30 08:57

>Ｖｅ＝ｋＴ／ｑ

これは Vt(熱電圧) ですよ。
ダイオードの V-I 特性に出てくるお馴染みの電圧で
eV とは全く別物。

No.3 回答者： mpcsp079goo 回答日時： 2025/04/28 10:48

eV（エレクトロンボルト）

よくわからないこの電子ボルトという定義

　電子ボルトとは、たとえば、
　　Ｖｅ＝ｋＴ／ｑ（Ｖ）
であり、単位は（Ｖ）である。ここで、
　　ｋ：ボルツマン定数
　　Ｔ：絶対温度
　　ｑ：電子の電荷

つまり、エネルギーを電子電荷ｑで割った値である。いろいろな説明がされているが、よくわからない。要は、式の中にこのかたちで現れることが多いので、このセットでまとめてあつかおうということなのである。


（ジュール）
仕事と命名されていて
力＊距離

W（ワット）
仕事／時間

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2025/04/28 09:37

「eV（エレクトロンボルト）とJ（ジュール）」はエネルギーの単位ですが、

「W（ワット）」は「仕事率」で、１秒あたりのエネルギー（する仕事）の単位です。

つまり
[W] = [J/s]
です。

エネルギーの国際単位（SI）は「J（ジュール）」であり、
「1 N （ニュートン）の力で 1 m 移動するのに必要な仕事」
が「1 J」です。
（「1 N （ニュートン）の力」とは、「1 kg の質量に 1 m/s² の加速度を生じさせる力」です）

この定義から分かるように、「原子、分子」のミクロレベルで扱うエネルギーは「とてつもなく小さい」ので、
「電子１個を、1 V の電圧で加速したときの運動エネルギー」
を「eV（エレクトロンボルト、電子ボルト）」と定義して使うことがあります。
1 [eV] = 1.6 × 10^(-19) [J]
に相当します。

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2025/04/28 09:29

[eV] 素電荷が 1 V の電位差から受け取るエネルギーです。

[J] もエネルギーの単位で以下のように換算できます。

1 eV = 1.602× 10^(-19) C × 1 V = 1.602 10^(-19) J

[W] は仕事率の単位で [J/s] と同じです。
1秒あたりのエネルギーですね。

例えば 10秒間に 100 eV のエネルギーが生まれれば
平均の仕事率は

1.602× 10^(-19) × 100 J / 10 s = 1.602× 10^(-18) W