各种微观粒子的能量

微观粒子能量差异巨大。电子在原子轨道上运动时能量级别明确，氢原子基态电子能量为-13.6电子伏特。光子能量与频率成正比，红光光子能量约1.8电子伏特，而X射线光子可达数万电子伏特。质子和中子结合成原子核时释放巨大结合能，每个核子平均结合能在铁元素附近达到峰值约8.8兆电子伏特。夸克被强力束缚在质子内部，无法单独存在，其结合能极高。

微观粒子能量转换无处不在。放射性衰变中，铀-238释放α粒子能量约4.2兆电子伏特。核聚变反应中，4个氢原子聚变成氦原子释放约26.7兆电子伏特能量。超导材料中，电子形成库珀对，集体运动克服电阻所需能量极低。量子隧穿效应允许粒子穿越经典力学禁止的能量势垒，隧道二极管就利用这一原理工作，电流控制电压变化灵敏度极高。