Прежде всего напомним читателю некоторые сведения об основных величинах и об основных единицах, которыми нам придется пользоваться. Энергию частиц в атомной и в ядерной физике принято измерять в электронвольтах. Электронвольт — это энергия, которую приобретает частица, имеющая заряд, равный заряду электрона, пройдя разность потенциалов 1 вольт. Заряд электрона равен 1,6-10-19 кулона, поэтому
Эта величина для макроскопических масштабов очень мала. Даже пылинка массой 0,01 миллиграмма при скорости всего 10см/с обладает кинетической энергией
джоуля, т. е. энергией около 300 миллионов электронвольт.
Для описания атомных явлений электронвольты очень удобны. Энергия связи наружных электронов у почти всех атомов составляет несколько электронвольт. Эта энергия — в пересчете на молекулу — характерна для большинства химических реакций, например, для горения. Фотоны видимого света несут энергию около 2 электронвольт. Энергия 1 электронвольт кажется нам такой маленькой, потому что мы привыкли иметь дело с телами, содержащими огромное число атомов. Вспомним, что в одном моле вещества находится фантастическое количество — 6 • 1023 молекул. Макроскопические энергии так велики по сравнению с электронвольтом только потому, что они характерны для очень больших — с атомной точки зрения — тел.
При ядерных реакциях мы имеем дело с существенно большими энергиями. Энергия связи протонов и нейтронов в ядре составляет несколько миллионов электронвольт или, как обычно говорят, несколько мегаэлектронвольт (МэВ).
Массу элементарных частиц также принято выражать, в электронвольтах. При этом, говоря о массе частиц, физики на самом деле имеют обычно в виду их энергию покоя, т. е. величину тс2, где с — скорость света. Эта величина имеет размерность энергии и поэтому может быть выражена в электронвольтах. Для электрона mс2= =0,51 МэВ, для пи-мезонов — 140 МэВ и для протона — 938 МэВ.
Импульс частиц также принято измерять в электронвольтах. При этом вместо импульса р рассматривают величину рс, имеющую размерность энергии.
При желании массу частиц можно выразить в килограммах. Для этого энергию покоя, выраженную в электронвольтах, нужно с помощью (1) перевести в джоули и разделить на с2. Аналогичную операцию можно произвести и с импульсом. Ни того, ни другого, однако, никогда — или почти никогда — не приходится делать.