Hoge snelheden in een oude tv (Speciale Relativiteit)

Onderwerp: Relativiteitstheorie (vwo)

In oude televisies worden elektronen versneld tot zeer hoge snelheden.

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Speciale relativiteitstheorie. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Oude tv's hadden een beeldbuis waarin elektronen versneld werden. In een tv-buis wordt een elektron versneld met een elektrisch veld van 40,0 kV.

Vraag a. Bereken de waarde van γ van het versnelde elektron. γ is de 'rekfactor'.

$E_{\text{k}} = (\gamma -1)\cdot mc^2$  = 40 keV

De massa van een elektron is 511 keV/c2 invullen geeft:

$\gamma = 1 + \frac{40}{511} = 1,\!078$

Vraag b. Bereken de snelheid die het elektron krijgt.

$\beta = \sqrt{1-\frac{1}{\gamma^2}} = \sqrt{1-\frac{1}{1,\!078^2}} = 0,\!374$

$v = \beta \cdot c = 1,\!1 \cdot 10^8 \text{ m/s}$

Dit is ongeveer een derde van de lichtsnelheid.