使用方法
- 「数值」默认填 1，允许 0 到 1e21，支持小数；「源单位」默认 kJ，「目标单位」默认 eV。改任意一项立刻重算，光标停在数值框里按回车同样触发一次换算。
- 单位池一共九个：J、kJ、cal、kcal、Wh、kWh、BTU、eV、ft·lbf。其中 eV 是粒子尺度的单位，其余都是宏观尺度，两边相差二十来个数量级。
- 「有效位」默认 6，范围 0 到 12，它决定科学计数法尾数保留几位；「显示方式」默认自动，也可以强制科学计数法或强制定点小数。
- 「批量换算」默认写好六行示例，每行一条「数值 + 空格 + 单位」。按 Ctrl+Enter（Mac 上 Cmd+Enter）一次算完；万一被清空，点换算时会自动填回这六行。
- 结果区第一行是「原值 源单位 = 结果 目标单位」，下面跟着同一数值展开到九种单位的清单，用来核对数量级有没有看错一位。
- 清单下面是一张 12 行的 kJ 到 eV 对照，默认显示 6 行，点「加载更多」展开全部，点「导出 CSV」存成带字节序标记的表格文件。
- 「交换单位」把源与目标对调，用来反着核一遍；「复制结果」复制整段结论；「复制对照表」复制正文那张 12 行的对照表。
- 数值为空、不是数字、为负、超过上限，或批量行写成「6.5 TeV」「1 千焦」这类识别不了的形式，都会给出针对该条的具体提示。
这个千焦转电子伏换算工具能解决什么问题
第一类麻烦是数量级根本不在一个尺度上。一顿饭约 2000 kJ，一个可见光光子约 2.2543 eV，两者相差二十几个数量级。物理化学的教材、器件手册、能带图却经常要在两边来回换算，手工移小数点极易错位，本页直接把结果写成 6.241509e+21 这种形式，位数由指数承担。
第二类是把宏观量折到微观量时忘了阿伏伽德罗常数。氢原子电离能 13.5984 eV 是「一个原子」的量，写成 1312.05 kJ/mol 才是「一摩尔」的量，中间要乘 6.02214076e23 再除以 1000。只记 eV 数去做热化学估算，结果会差二十三个数量级。
第三类是单位缩写歧义。cal 在热化学里是 4.184 J，在蒸汽表里可能是 IT 卡 4.1868 J，在 15 °C 卡里又是 4.1855 J；BTU 也有 ISO 与 IT 两个版本。本页的 cal 取热化学卡 4.184 J、BTU 取 1055.05585262 J，写报告时请注明取的是哪一套。
第四类是核对文献与器件参数。X 射线光子的能量常写 30 keV，半导体禁带宽度写 1.12 eV，LHC 的质子束写 6.5 TeV，做剂量或能谱估算时要把它们统一到 J：30 keV 是 4.806530e-15 J，6.5 TeV 是 1.041415e-6 J，都不到一焦耳的百万分之一。
本站在这一页也把它写作「千焦转电子伏」，指的是宏观能量单位与粒子能量单位之间的那一步换算。
计算原理与变量说明
换算只有一步：先把输入值折成焦耳，再从焦耳折到目标单位。每个单位配一个「相当于多少焦耳」的因子，记作 F：J 是 1、kJ 是 1000、cal 是 4.184、kcal 是 4184、Wh 是 3600、kWh 是 3600000、BTU 是 1055.05585262、eV 是 1.602176634e-19、ft·lbf 是 1.3558179483314003。结果 = x × F[源单位] ÷ F[目标单位]。
输入 1 kJ：焦耳数 = 1 × 1000 = 1000 J，结果 = 1000 ÷ 1.602176634e-19 = 6.2415090745e+21 eV。反过来把 1 eV 折成 kJ，就是 1.602176634e-19 ÷ 1000 = 1.602176634e-22 kJ。
1 eV 的定义就是一次乘法。一个电子在 1 伏电位差上移动所获得的能量等于电荷乘电压：E = q × V = 1.602176634e-19 C × 1 V = 1.602176634e-19 J。这里没有实验测量的成分，因为 e 与 V 都是定义量。
为什么这个数可以写满有效数字。2019 年 5 月 20 日生效的 SI 重新定义把基本电荷 e 固定为 1.602176634e-19 C 的精确值，安培改由它定义。既然 e 不再带测量不确定度，eV 与 J 的换算因子也随之成为精确值，1.602176634e-19 这串数字是定义而不是修约结果。
eV 不是 SI 单位但被接受与 SI 并用。SI 只承认 J 为能量单位，eV 属于「被接受与 SI 并用的非 SI 单位」，与 kWh、BTU 的地位不同：kWh 是 SI 单位的十进制倍乘组合，eV 则带着一个物理常数。写论文时保留 eV 是惯例，做数值计算时通常先折到 J。
阿伏伽德罗常数才是宏观与微观的桥。N_A = 6.02214076e23 mol⁻¹，同样是 2019 年后的精确值。要把「每个粒子的 eV」换成「每摩尔的 kJ/mol」，先乘 1.602176634e-19 得 J，再乘 N_A 得 J/mol，最后除以 1000：13.5984 eV 走完这三步就是 1312.05 kJ/mol。
为什么结果必须用科学计数法。1 kJ 折成 eV 要写 6.241509e+21，定点写法是 22 位数字，既占地方又容易数错零。同理 1 eV 折成 J 是 1.602176634e-19，定点写法会在小数点后堆 18 个零。本页默认在绝对值小于 1e-6 或大于等于 1e15 时切到科学计数法，也可以手动强制。
ft·lbf 与 cal 这类单位要注明版本。ft·lbf = 1.3558179483314003 J 来自 1 ft = 0.3048 m 与 1 lbf = 4.4482216152605 N 的乘积，是精确值；cal 取热化学卡 4.184 J 同样是定义值，但 15 °C 卡与 IT 卡不是这个数。
完整示例（数值仅作演示）
默认示例是 1 千焦换成电子伏。焦耳数 = 1 × 1000 = 1000 J，结果 = 1000 ÷ 1.602176634e-19 = 6.241509e+21 eV。
把数值改成 100：得到 6.241509e+23 eV。kJ 这边乘 100，eV 那边同样乘 100，指数从 21 跳到 23，看指数就能判断有没有算错。
把源单位改成 kWh、数值保持 1：1 kWh = 3600000 J，除以 1.602176634e-19 得 2.246943e+25 eV。一度电折成电子伏是这个量级，这也是为什么粒子物理的实验能量看起来很小——它们本来就作用在极少数粒子上。
把源单位改成 kcal：1 kcal = 4184 J，得 2.611447e+22 eV。同一份能量用不同的宏观单位表示，折到 eV 只差一个常数倍，指数基本不变。
反方向核：源单位 eV、目标单位 J、数值 13.5984（氢原子电离能），得到 2.179094e-18 J。乘上阿伏伽德罗常数 6.02214076e23 再除以 1000，就是 1312.05 kJ/mol，与教材里的电离能数值一致。
批量框默认六行，目标单位 eV：1 kJ 得 6.241509e+21 eV；100 kJ 得 6.241509e+23 eV；1 kWh 得 2.246943e+25 eV；1 kcal 得 2.611447e+22 eV；1 BTU 得 6.585141e+21 eV。第五行源与目标同为 eV，结果等于原值，可以拿来确认舍入没把数字改坏；把任意一行写成 6.5 TeV 会提示单位不在九种之内，因为 TeV 要先折成 6.5e12 eV 再填。
千焦与电子伏对照表
下表把千焦换成电子伏，全部用科学计数法，有效位固定六位。
| kJ | eV | kJ | eV |
|---|---|---|---|
| 0.001 | 6.241509e+18 | 100.000 | 6.241509e+23 |
| 0.010 | 6.241509e+19 | 1000.000 | 6.241509e+24 |
| 0.100 | 6.241509e+20 | 10000.000 | 6.241509e+25 |
| 1.000 | 6.241509e+21 | 100000.000 | 6.241509e+26 |
| 2.000 | 1.248302e+22 | 1000000.000 | 6.241509e+27 |
| 5.000 | 3.120755e+22 | 10.000 | 6.241509e+22 |
第二张表把其他常见能量单位各折成电子伏，用来横向比较不同场合的量。
| 单位 | 焦耳 | eV |
|---|---|---|
| 1 J | 1 | 6.241509e+18 |
| 1 cal（热化学卡） | 4.184 | 2.611447e+19 |
| 1 kcal（大卡） | 4184 | 2.611447e+22 |
| 1 Wh | 3600 | 2.246943e+22 |
| 1 kWh（一度电） | 3600000 | 2.246943e+25 |
| 1 BTU | 1055.05585262 | 6.585141e+21 |
| 1 ft·lbf | 1.3558179483314003 | 8.462350e+18 |
| 1 kJ | 1000 | 6.241509e+21 |
第三张表回答「1 eV 到底多大」：用室温热运动、可见光光子、化学键、电离能、X 射线与加速器束流做参照。
| 参照对象 | 能量 | 折成 J |
|---|---|---|
| 室温热运动 kT（300 K） | 0.025852 eV | 4.141947e-21 |
| 可见光光子 780 nm（红） | 1.5895 eV | 2.547061e-19 |
| 可见光光子 550 nm（绿） | 2.2543 eV | 3.611625e-19 |
| 可见光光子 380 nm（紫） | 3.2627 eV | 5.227424e-19 |
| 氢原子电离能 | 13.5984 eV（1312.05 kJ/mol） | 2.179094e-18 |
| 化学键 C-H / C-C / O-H | 4.28 / 3.61 / 4.80 eV | 6.857316e-19 |
| 医用 X 射线 | 30 keV | 4.806530e-15 |
| LHC 质子束 | 6.5 TeV | 1.041415e-6 |
第四张表把 1 kJ 折成「多少个光子」，按波长列出：波长越短单个光子越贵，同样的 1 kJ 换到的光子数越少。
| 波长 | 单光子能量 | 1 kJ 相当于 |
|---|---|---|
| 380 nm | 3.2627e+0 eV | 1.9130e+21 个 |
| 450 nm | 2.7552e+0 eV | 2.2654e+21 个 |
| 550 nm | 2.2543e+0 eV | 2.7688e+21 个 |
| 650 nm | 1.9074e+0 eV | 3.2722e+21 个 |
| 780 nm | 1.5895e+0 eV | 3.9266e+21 个 |
| 1000 nm | 1.2398e+0 eV | 5.0341e+21 个 |
| 10000 nm | 1.2398e-1 eV | 5.0341e+22 个 |
| 1000000 nm | 1.2398e-3 eV | 5.0341e+24 个 |
读第一张表看指数：kJ 每乘十，eV 的指数加一，尾数始终是 6.241509。读第四张表看倒数：波长拉长十倍，单个光子的能量降十倍，同样的 1 kJ 能换到的光子数涨十倍。
结果边界、舍入与适用说明
- 数值框为空时提示「数值不能为空，请填 0 到 1e21 之间的数字」，不会拿上一次的结果冒充本次输出。
- 数值里带了单位符号或千分位逗号时提示该串不是有效数字，请只填数字；千分位逗号要去掉再填。
- 数值为负时提示能量取绝对值后换算，并给出负号保留的提示，不静默取反。
- 数值超过 1e21 时提示超出上限，请改小或换成更大的单位（比如把 J 换成 kJ 再填）。
- 批量行缺少单位、数值不是数字、或单位不在九种之内时，分别给出行号与具体原因，例如「批量第 6 行「6.5 TeV」无法解析（单位「TeV」不在九种单位内）」。
- 「有效位」只影响科学计数法尾数的位数与定点小数的小数位，按四舍五入取到指定位数，末尾的零会被去掉。
- 自动模式下，绝对值小于 1e-6 或大于等于 1e15 的结果改用科学计数法；定点模式下若数值过大，仍会回退到科学计数法以免写出几十位数字。
- cal 取热化学卡 4.184 J、BTU 取 1055.05585262 J；页面不联网、不写本地存储，数值与批量内容只用于本次计算。
常见问题
电子伏是 SI 单位吗？为什么教材里到处在用？
eV 不是 SI 单位，SI 的能量单位只有 J。它属于「被接受与 SI 并用的非 SI 单位」，与 kWh 这类 SI 倍乘组合不同，因为它带着基本电荷这个物理常数。粒子物理与半导体领域沿用 eV，是因为数值落在 1 到 1e6 这个方便区间，折成 J 全是一串零。
1 kJ 折成 eV 为什么这么大？是不是算错了？
没有错。1 eV 只有 1.602176634e-19 J，1 kJ 是 1000 J，两者相除得 6.241509e+21，整整二十二个数量级。宏观能量是 1e23 量级的粒子各分一点，微观能量是单个粒子的份额，本来就不该接近。
为什么结果只能写成科学计数法？我想看完整数字。
6.241509e+21 写成定点数是 22 位数字，既占版面又容易数错零。本页提供「强制定点小数」选项，但数值过大时仍会回退到科学计数法；真正需要完整数字时，建议把单位换成 kJ 或 MJ 再读。
一度电等于多少 eV？
1 kWh = 3600000 J，除以 1.602176634e-19 J 得 2.246943e+25 eV。反过来 1 eV 只有 4.450490e-26 kWh，这也是为什么单个粒子的能量在电费单上完全看不见。
室温 kT = 0.025852 eV 是怎么算的？
用玻尔兹曼常数 k = 1.380649e-23 J/K 乘 300 K 得 4.141947e-21 J，再除以 1.602176634e-19 J/eV 得 0.025852 eV。这是室温下每个自由度的热运动能量尺度，半导体物理里判断杂质是否完全电离就靠它。
13.5984 eV 与 1312.05 kJ/mol 怎么对应？
13.5984 eV 是一个氢原子的电离能：乘 1.602176634e-19 得 2.179094e-18 J，再乘阿伏伽德罗常数 6.02214076e23 得 1.31205e6 J/mol，除以 1000 得 1312.05 kJ/mol。少走任何一步都会差 23 个数量级。
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