Un elettrone inizialmente in quiete è sottoposto a una differenza di potenziale di 5x10^5 : calcola la sua velocità, utilizzando per l’energia cinetica l’espressione classica e quella relativistica
Un elettrone inizialmente in quiete è sottoposto a una differenza di potenziale di 5x10^5 : calcola la sua velocità, utilizzando per l’energia cinetica l’espressione classica e quella relativistica
Energia cinetica finale classica:
1/2 m v^2 = e * DeltaV;
v = radicequadrata( 2 * e * DeltaV/m);
v = radice[(2 * 1,602 * 10^-19 * 5 * 10^5 ) /(9,11 * 10^-31)];
v = radice[1,76 * 10^17] = 4,19 * 10^8 m/s >> c;
non può superare la velocità della luce; v < c, sempre,
per il secondo principio della relatività ristretta di Einstein.
Energia finale relativistica:
Ec = [moc^2 / radice(1 - v^2/c^2) ] - moc^2;
mo c^2 = energia a riposo.
e * DeltaV = Ec;
1,602 * 10^-19 * 5 * 10^5 = 8,01 * 10^-14 J; (Lavoro = energia cinetica finale)
moc^2 = (9,11 * 10^-31) * (3 * 10^8)^2 = 8,199 * 10^-14 J; (energia a riposo).
Ec + moc^2 = moc^2 / radice(1 - v^2/c^2);
radice(1 - v^2/c^2) = moc^2 / (Ec + moc^2);
1 - v^2/c^2) =[moc^2 / (Ec + moc^2)]^2;
v^2/c^2 = 1 - [moc^2 / (Ec + moc^2)]^2;
v^2/c^2 = 1 - [8,199 * 10^-14 /( 8,01 * 10^-14 + 8,199 * 10^-14)]^2 ;
v^2 / c^2 = 1 - [8,199 *10^-14 /1,621 * 10^-13]^2;
v^/c^2 = 1 - [0,5058]^2 = 1 - 0,2559;
v^2 = (1 - 0,2559) * c^2;
v = c * radicequadrata(0,744) = c * 0,863;
v = (3 * 10^8) * 0,863;
v = 2,59 * 10^8 m/s; (v elettone; v < c).