Calculateur de vitesse de l'électron

Un calculateur de vitesse de l'électron relie l'énergie cinétique d'une particule à sa vitesse et à sa quantité de mouvement. Les électrons sont extrêmement légers, avec une masse au repos d'environ 9.1093837015 × 10^-31 kilogrammes : même des énergies modestes peuvent les accélérer jusqu'à une fraction importante de la vitesse de la lumière. Ce calculateur accepte les électronvolts, kiloélectronvolts, mégaélectronvolts ou joules et convertit la valeur choisie en unités SI avant d'évaluer le mouvement. Un électronvolt est l'énergie acquise par une charge élémentaire traversant une différence de potentiel d'un volt ; un eV vaut exactement 1.602176634 × 10^-19 joules. Dans le modèle relativiste, l'énergie totale est représentée par le facteur de Lorentz gamma. L'énergie cinétique vaut (gamma - 1) fois l'énergie au repos de l'électron, et la vitesse découle de la relation entre gamma et la fraction de la vitesse de la lumière. La quantité de mouvement est ensuite le produit de gamma, de la masse et de la vitesse. Ce traitement maintient toujours la vitesse calculée sous la limite physique c, soit environ 299,792,458 mètres par seconde. Il convient aux tubes à rayons X, aux accélérateurs de particules, au rayonnement bêta et à toute situation où l'énergie de l'électron n'est plus négligeable devant son énergie au repos de 511 keV. Le modèle classique applique l'équation familière K = 1/2 mv². En l'isolant, la vitesse est la racine carrée de 2K divisé par la masse, tandis que la quantité de mouvement est la masse multipliée par la vitesse. Cette approximation est précise à faible vitesse, notamment pour les électrons thermiques et de nombreuses expériences à basse tension. Aux énergies élevées, elle surestime de plus en plus la vitesse et peut finir par dépasser celle de la lumière, ce qui indique qu'il faut utiliser le modèle relativiste. Les résultats comprennent la vitesse en mètres par seconde, son pourcentage de la vitesse de la lumière, l'énergie en joules et la quantité de mouvement en kilogrammes mètres par seconde. Conservez assez de chiffres significatifs pour votre expérience, tout en gardant à l'esprit que l'incertitude sur l'énergie mesurée et sur l'appareillage limite généralement la précision réelle. Le calculateur utilise la valeur moderne exacte de la charge élémentaire et la masse admise de l'électron. Il est utile pour les vérifications en cours, les estimations en microscopie électronique, les travaux sur tubes à vide et les calculs d'initiation à la physique des particules.