Calcola il raggio dell'orbita circolare di un elettrone con energia cinetica di 20 MeV che si muove perpendicolrmente ad un campo magnetico di 5 T.


Classicamente se un elettrone è soggetto ad un campo magnetico perpendicolare alla sua velocità il raggio dell'orbita è:
R = m v q B R= {m v} over {q B}
Ma se sostituiamo l'espressione della massa relativistica troviamo:
R = m 0 v 1 β 2 1 q B = p q B R= {m_0 v } over { sqrt {1 - %beta^2}}{{1}over{q B}}= p over {q B}
Calcoliamo la quantità di moto dell'elettrone nota la sua energia cinetica:

p = E 2 E 0 2 c = ( E 0 + K ) 2 E 0 2 c = ( 0.511 + 20 ) 2 0.511 2 c 20.50 MeV / c = 20.5 1.6 10 13 3 10 8 1,0936 10 20 kgm / s p= {sqrt{E^2 - E_0^2}} over c = {sqrt{(E_0 + K)^2 - E_0^2}} over c= {sqrt{(0.511 + 20)^2 - 0.511^2}} over c approx 20.50 `MeV/c = 20.5 cdot 1.6 cdot 10^{-13} over {3 cdot 10^8}approx 1,0936 cdot 10^{-20}`kgm/s
E infine il raggio dell'orbita:
R = p q B = 1,0936 10 20 1.6 10 19 5 0,0137 m = 13.7 mm R= p over {q B}= {1,0936 cdot 10^{-20}} over {1.6 cdot 10^-19 cdot 5} approx 0,0137`m = 13.7`mm