电的传播速度是光速?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/22 07:29:17
电的传播速度是光速?
电的传播速度是光速?
电的传播速度是光速?
电场的传播速度是光速
应该说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。 平常我们总说“电”的传播速度是非常快的，例如，北京与上海通电话，只要电路一通，双方马上就能听到声音；又如一幢大楼，只要总闸刀...
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应该说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。 平常我们总说“电”的传播速度是非常快的，例如，北京与上海通电话，只要电路一通，双方马上就能听到声音；又如一幢大楼，只要总闸刀合上，不管通连每盏电灯的电路是多么的迂回曲折，整个大楼里的电灯总会瞬时通亮。这些都是无可辩驳的事实，问题是这里所说“电”的传播速度指的是什么？是否就是导体中自由电荷的定向运动速度？事实上，有好多人就是这样认为的。必须指出，这种观点是错误的，因为它自觉不自觉地混淆了电荷运动速度与“电”的传播速度（即电场的传播速度）的区别。为了能把电荷定向运动速度与电场传播速度区别开来，首先，让我们来定性地描述一下金属导电的微观图像。 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“原子实”碰撞，这就使电子跑迂回曲折的路线，如果在导体中加上电场（接上电压），导体中的自由电子似乎逆着电场发生了“漂移”。这漂移速度实际上就是电子热运动速度和在电场作用下的定向运动速度之和的统计平均值。理论上可推证，漂移速度是电子在两次碰撞（与原子实）之间的平均自由飞行时间。这种漂移速度就是我们平常所说的导体中电荷定向运动的速度．正是这种宏观上的漂移运动形成了宏观上的电流。 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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