Calculadora de velocidad del electrón

Una calculadora de velocidad del electrón relaciona la energía cinética de una partícula con su velocidad y momento lineal. Los electrones son extremadamente ligeros, con una masa en reposo de aproximadamente 9.1093837015 × 10^-31 kilogramos, por lo que incluso energías modestas pueden acelerarlos hasta una fracción importante de la velocidad de la luz. Esta calculadora admite electronvoltios, kiloelectronvoltios, megaelectronvoltios o julios y convierte el valor seleccionado a unidades SI antes de evaluar el movimiento. Un electronvoltio es la energía que adquiere una carga elemental al atravesar una diferencia de potencial de un voltio; un eV equivale exactamente a 1.602176634 × 10^-19 julios. En el modelo relativista, la energía total se representa mediante el factor de Lorentz gamma. La energía cinética es (gamma - 1) multiplicado por la energía en reposo del electrón, y la velocidad se obtiene de la relación entre gamma y la fracción de la velocidad de la luz. El momento es gamma por la masa por la velocidad. Este tratamiento mantiene la velocidad calculada por debajo del límite físico c, aproximadamente 299,792,458 metros por segundo. Es la opción adecuada para tubos de rayos X, aceleradores de partículas, radiación beta y cualquier situación en que la energía del electrón deje de ser una fracción pequeña de su energía en reposo de 511 keV. El modelo clásico aplica la conocida ecuación de energía cinética K = 1/2 mv². Al despejar, la velocidad es la raíz cuadrada de 2K dividido por la masa, mientras que el momento es masa por velocidad. Esta aproximación es precisa a bajas velocidades, como las de electrones térmicos y muchos experimentos de laboratorio de bajo voltaje. A energías mayores sobreestima cada vez más la velocidad y puede llegar a superar la velocidad de la luz, lo que indica que debe usarse el modelo relativista. Los resultados incluyen velocidad en metros por segundo, porcentaje de la velocidad de la luz, energía en julios y momento en kilogramos metro por segundo. Conserva suficientes cifras significativas para tu experimento, pero recuerda que la incertidumbre de la energía medida y del equipo suele limitar la precisión práctica. La calculadora usa el valor moderno exacto de la carga elemental y la masa aceptada del electrón, y resulta útil para comprobaciones en clase, estimaciones de microscopía electrónica, trabajo con tubos de vacío y cálculos introductorios de física de partículas.