电的传播速度是多少,它们是如何测出来的?
电的传导速度和光的传播速度是一样的,因为它们都是通过变化的电磁场来进行传播的,电磁波的传播速度就是光速,可见光是电磁波的一种。但电子在导体中的运动速度一般都大大低于光速,因为有物质形成的阻力。因为电子有质量,所以电子在真空中的运动速度也只能接近光速,而不能达到光速。
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当导体内没有电场时,从微观角度上看,导体内的自由电荷并不是静止不动的。以金属为例,金属中的自由电子好像气体中的分子一样,总是在不停地作无规则热运动。电子的热运动是杂乱无章的,在没有外电场或其他原因(如电子数密度的或温度的梯度)的情况下,它们朝任何一方运动的几率都一样。设想在金属内部任意有一横截面,那么,在任意一段时间内平均由两边穿过截面的电子数相等。因此,从宏观角度上看,自由电子的热运动没有集体的定向运动效果,并不形成电流。
自由电子在作热运动时,还不断地与金属晶体中点阵上的鈥溤邮碘澟鲎玻饩褪沟缱优苡鼗厍鄣穆废撸绻诘继逯屑由系绯。ń由系缪梗继逯械淖杂傻缱铀坪跄孀诺绯》⑸蒜溒柒潯U馄扑俣仁导噬暇褪堑缱尤仍硕俣群驮诘绯∽饔孟碌亩ㄏ蛟硕俣戎偷耐臣破骄怠@砺凵峡赏浦ぃ扑俣仁堑缱釉诹酱闻鲎玻ㄓ朐邮担┲涞钠骄杂煞尚惺奔洹U庵制扑俣染褪俏颐瞧匠K档牡继逯械绾啥ㄏ蛟硕乃俣龋钦庵趾旯凵系钠圃硕纬闪撕旯凵系牡缌鳌
如果按漂移速率来计算,在距电灯遥远的地方接通电源,电灯似乎要很久以后才会亮起来。这个问题应这样来解释:因为自由电子的漂移速度的方向和大小是受外加电场的大小和方向控制的,外加电场的方向和大小改变时,自由电子的漂移速度大小和方向相应地跟着改变。故实际上导体中起作用的速度并不是漂移速度而是电场的传播速度,其极限值可以达到3*10E8米/秒。金属导线中各处都有自由电子,只是在未接通时,导线处于静电平衡状态,体内无电场,自由电子没有定向漂移,从而导线中也无电流。但只要电路一接通,电场就会把场源变化的信息以3*10E8米/秒的速度很快传播出去,迅速达到重新分布,电路各处的导体里很快建立电场,推动当地的自由电子定向运动,形成电流。
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