¿Por qué el electrón volt parece incompatible con la masa?

Si entendí bien, un electronvoltio es el trabajo realizado cuando un electrón se mueve de una placa con un voltaje de 0V a otra placa con un voltaje de +1V. Esto está representado por V = W / q , o W = V q . W = 1 (voltio, cambio de 0 a +1) * 1.6 ⋅ 10 − 19 (culombios, la carga de un electrón), que, por supuesto, es 1.6 ⋅ 10 − 19 j . El trabajo, los electronvoltios eV, es este valor de 1.6 ⋅ 10 − 19 j

Mi pregunta es: ¿cómo es esto exacto? Si usamos el de Einstein mi = metro C 2 , podemos arreglar esto para metro = mi C 2 . La energía es nuestro valor ( 1.6 ⋅ 10 − 19 J) sobre la velocidad de la luz, al cuadrado ( 299792458 metro s ). esto nos da 1.78 ⋅ 10 − 36 k gramo .

Sin embargo, una búsqueda rápida en Google nos dice que la masa de un electrón es 9.10938E−31 kg (literalmente, 100 % incorrecto con un porcentaje de error).

Mi pregunta es, ¿por qué esto no funciona? ¿Wikipedia está mal? ¿Están mal las matemáticas? Parece bastante peculiar que aquí se use la velocidad de la luz, pero esa es una simple observación.

El electrón se mueve hacia atrás en este escenario: en realidad se realiza trabajo cuando el electrón se mueve de la placa de +1V a la placa de 0V. Cuando el electrón se mueve de 0V a +1V, puede aprovechar su movimiento para trabajar en otro lugar (pero menos de 1eV, debido a ineficiencias).
Para decirlo de otra manera, 1 eV es la energía requerida para mover un electrón a través de un gradiente de voltaje de solo 1V. Por otro lado, mi = metro mi C 2 calcula la energía que sería producida por un electrón siendo aniquilado en una aniquilación de antimateria-materia. Eso produce una cantidad de energía escandalosamente mayor: la totalidad de la masa del electrón se convierte en energía pura .
No está claro en absoluto cuál se supone que es la "inconsistencia" aquí. Usted calcula el equivalente de masa del electrón-voltio y se sorprende de que no sea la masa del electrón, pero no da ninguna indicación de por qué debería ser la masa del electrón.
@IwillnotexistIdonotexist ¡gracias! Eso me lo dejó muy claro.

Respuestas (1)

El problema es que los dos cálculos apenas tienen nada que ver entre sí, por lo que no es de extrañar que no obtenga el mismo resultado.

El electronvoltio, como usted dice, mide el trabajo que necesita para mover un electrón a través de una diferencia de potencial de un voltio.

Por otro lado, si quieres calcular la masa de un electrón usando mi = metro C 2 , lo que necesitas es la energía del electrón en un marco de reposo. Puede medir esto en 511 keV, lo que explica la diferencia en su cálculo. ¿Por qué debería ser igual al trabajo que necesitas para mover un electrón a través de una barrera de potencial?

Tenga en cuenta también que el electrón-voltio es una unidad y su cálculo simplemente define el electrón-voltio en términos de unidades SI-joule (que a su vez se define a través de otras unidades). Si redefiniera el voltio, entonces su eV también cambiaría; sin embargo, la masa del electrón es independiente de la definición de sus unidades, excepto la unidad de "masa". Por lo tanto, la única forma en que los dos cálculos podrían dar el mismo resultado y no sería pura coincidencia sería porque el voltio ya estaba definido a través de la masa del electrón. Sin embargo, este no es el caso.

¡Gracias! No sabía que no estaban relacionados. Esto ayudó
La confusión puede haber surgido debido al hecho de que los electronvoltios se utilizan como unidades de masa en la física de partículas. Eso es porque usualmente usan unidades naturales con C = 1 . Lo que OP ha calculado es esa unidad de masa en kilogramos, que de hecho no está relacionada con la masa del electrón.
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