Un elettrone entra a metà strada tra le armature di un condensatore piano distanti 10 cm tra loro, con velocità di 1·106 m/s parallela alle armature stesse.
L'elettrone urta contro l'armatura carica positivamente alla distanza di 20 cm dal bordo più esterno.
Calcolare la differenza di potenziale tra le armature e l'energia cinetica dell'elettrone nell'istante dell'urto.



L'elettrone urta l'armatura in un tempo pari a: Δ t = d v = 0.2 1 10 6 0.2 µs %DELTA t = d over v = 0.2 over {1 cdot 10^6} approx 0.2`µs Il moto parallelo alle armature è uniforme.
In questo tempo l'elettrone è soggetto ad una accelerazione perpendicolare alle armature che è data da:

a = 2 h Δ t 2 = 2 0.05 ( 0.2 10 6 ) 2 2.5 10 12 m / s ² a = {2 h} over {%DELTA t}^2 = {2 cdot 0.05} over {(0.2 cdot 10^-6)^2} approx 2.5 cdot10^12`m/s²
L'accelerazioenè dovuta al campo elettrico per cui in modulo la ddp tra le armatura è: Δ V = E 2 h = F q e 2 h = m e a q e 2 h = 9.11 10 31 2.5 10 12 1.6 10 19 0.1 1.4 V %DELTA V = E cdot 2h = F over q_e cdot 2h = {m_e a } over q_e cdot 2h = {9.11 cdot 10^-31 cdot 2.5 cdot 10^12 } over {1.6 cdot 10^-19} cdot 0.1 approx 1.4`V
La componente della velocità perpendicolare alle armatura all'istante dell'urto è: v n = a Δ t = 2.5 10 12 0.2 10 6 5 10 5 m / s v_n = a cdot %DELTA t = 2.5 cdot 10^12 cdot 0.2 cdot 10^-6 approx 5 cdot 10^5`m/s
E, in conclusione, l'energia cinetica totale dell'elettrone all'istante dell'urto è:
K = 1 2 m e ( v n 2 + v p 2 ) = 1 2 9.11 10 31 [ ( 5 10 5 ) 2 + ( 1 10 6 ) 2 ] 5.7 10 19 J K = {1 over 2} m_e (v_n^2 + v_p^2) = {1 over 2} 9.11 cdot 10^-31 [(5 cdot 10^5)^2 + (1 cdot 10^6)^2] approx 5.7 cdot 10^-19`J