stranger
| Inviato il: 12/4/2008,12:38
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Come numero... i volt equivalgono numericamente agli elettronvolt, questo è possibile perchè il rapporto elettronvolt/joule è (guarda caso) uguale numericamente alla carica elettrica dell'elettrone (o del protone) che è 1,6*10-19
La scelta dell'elettronvolt come unità di misura dell'energia fu fatta in modo tale da rendere facile i calcoli, però i volt non sono 'unità di misura dell'energia.
la relazione tra volt ed energia espressa in joule è la seguente
tensione = (energia in joule) / (carica elettrica) volt
siccome il rapporto ev/joule è numericamente uguale alla carica... allora possiamo semplificare dicendo che se volessi dare un certo numero X di elettronvolt all'elettrone o al protone basta che applico lo stesso valore X di tensione elettrica.
Ovviamente, la particella non deve arrivare prima che l'impulso elettrico abbia raggiunto la cresta massima altrimenti il numero X di elettronvolt non viene realizzato ed il valore effettivo e MINORE di X, questo fatto di rispettare la tempistica crea non pochi problemi ai progettisti di acceleratori di particelle i quali devono posizionare gli anelli distanti fra di loro con distanze opportune ed in perfetta sincronia con la frequenza del segnale, inoltre la frequenza non può neanche essere esageratamente elevata perchè se la distanza tra gli anelli è troppo bassa la resistività dielettrica del vuoto cede, si presume che la resisitivita dielettrica del vuoto non sia infinità perchè è praticamente impossibile fare il vuoto ultra perfetto.
Ho sconfinato un pò parlando di acceleratori di particelle, cioè sono andato leggermente out topic allo scopo di dare una panoramica generale della situazione, qui in questa discussione non ci sono costosissimi acceleratori di particelle, ma banali valvole eletroniche funzionanti ad altissima tensione elettrica.
Ripensandoci bene...il discorso degli acceleratori non è tanto fuori topic con le valvole elettroniche perchè anche all'interno della valvola esiste un'accelerazione di elettroni, quindi la valvola elettronica è un mini acceleratore in miniatura.
E' ovvio che dentro la valvola ci deve essere il vuoto, altrimenti il moto degli elettroni è rallentato dalle eventuali impurità.
la velocità della luce è 299792458 metri al secondo. c=299792458 metri al secondo massa dell'elettrone a riposo=9,1093897*10-31 mr=9,1093897*10-31
Se IPOTESI vogliamo che gli elettroni raggiungano c-(1/100 di c) allora dobbiamo dare una certa energia che è:
Energia = 1/2 * massa * velocità2 Energia = 1/2 * massa * (c - c/100)2 Energia = 1/2 * 9,1093897 * 10-31 * (299792458 - 299792458/100)2 Energia = 1/2 * 9,1093897 * 10-31 * 88086995067995496,8964 Energia = 1/2 * 9,1 * 10-31 * 8,8*1016 Energia = 1/2 * 9,1 * 10(-31+16) * 8,8 Energia = 1/2 * 9,1 * 8,8 * 10-15 Energia = 40 * 10-15 Energia = 4 * 10-14 joule Energia = 4 * 10-14 joule /1,6*10-19 ----> (in elettronvolt) Energia = 4/1,6*105 Energia = 2,5*105 Energia = 250000 elettronvolt tensione = tensione elettrica
tensione = 250 kvolt
Quindi: se vogliamo che gli elettroni raggiungano una velocità che sia c-(c/100) occorre applicare la tensione di 250 kvolt.
Se la tensione è continua non c'è problema di distanza tra catodo e anodo perchè tanto più essi sono vicini, tanto più gli elettroni sono spinti con forza ma hanno meno tempo di accelerare,
Se si tratta di tensione alternata allora l'elettrone ha bisogno di un certo tempo per passare tra anodo e catodo, ma perchè complicarci la vita con la tensione alternata ? Non stiamo facendo un acceleratore composto da tanti anelli, si tratta soltanto di una banale valvola in continua.
Nei calcoli la tensione è venuta molta alta perchè abbiamo scelto di fare v=c-c/100 se avessimo scelto di fare v=c-c/2 è logico che la tensione è più bassa, sarebbe stata 62500 volt ---->(ho già fatto i calcoli).
Ma insisto nel dire che è sbagliato abbassare la tensione, perchè abbassandola non abbiamo incremento di massa relativistica
l'incremento di massa relativistica si calcola cosi....
mm=mr / RadiceQuadrata(1- v2/c2)
dove mm è la massa in movimento e mr è la massa a riposo.
considerando un singolo elettrone (ma gli elettroni sono tantissimi) e considerando v=c/100 otteniamo il seguente incremento di massa mm=mr / RadiceQuadrata(1- v2 / c2) mm=mr / RadiceQuadrata(1- 2997924582 / 2997924582) mm=mr / RadiceQuadrata(1- 2698132122 / 2997924582) mm=mr / RadiceQuadrata(1- 72799169477682228 / 89875517873681764) mm=mr / RadiceQuadrata(1- 0,81) mm=mr / RadiceQuadrata( 0,19) mm=mr / 0,435889894 mm=9,1093897 * 10-31 / 0,435889894 mm=20,898373248 * 10-31
rapporto = 20,898373248 / 9,1093897 rapporto = 20,898373248 / 9,1093897 rapporto = 2,29
In altre parole: se la tensione è 250 kvolt la massa dell'elettrone viene più che raddoppiata, più esattamente sale di 2,29 volte.
Purtroppo c'è da dire che gli elettroni sono molto leggeri, infatti 1 elettrone pesa 1840 volte meno di un atomo di idrogeno, quindi non ci si de ve illudere che con c-c/100 otteniamo tonnellate di spinta.
--------------- The worst enemies of photovoltaics are the building speculators because they build beehives of 15-st...
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