本文摘自diy我做主，侵删。
日常生活中我们能明显感受到电是以极快的速度传播的，其中最普遍的例子之一是我们用电灯照明时电灯泡在按下开关瞬间总会亮起来，以致于丝毫没有延迟感。
如果对电流传播的速度有好奇心，并且有相关的询问，那如果没有意外，就会有一个回答—光速。
在物理中，当导体中的电流通过自由电子时，它将会发生定向运动，从而使其速度超过相对论所预言的静止质量的光速，而当电子离开物体后，它又会恢复到原来的静止质量状态，如此循环往复，直到电子完全消失为止，最终达到光速。
那么，当电子以光速运动时，电子周围的电流为什么不能达到光速呢？其实这是由于在磁场中运动着的电子受到了电磁力的作用而导致其速度加快所致。那么为什么会出现这种情况呢？这其中有什么科学道理呢？又该怎样解决这一难题呢？要讲清楚这一点，不妨来看看图说。
上图所示电路图很简单，它包括电源，开关，灯泡和与之相连的导线，只需操作开关使该电路呈关闭状态即可点亮灯泡。
一种普遍错误的看法是：该电路的开关关断后，电源便发出大量电子，只有沿导线到达灯泡后灯泡才能点亮。 这一看法何以不正确？我们知道，在图1所示的电路中，如果开关闭合后，电流通过二极管D和电阻R,然后再由电容器C将电压放大到一定程度，那么，灯泡也就亮了。因为现实实际上就是如下图所示。
如上，当开关处于断开状态时，电路内实际上充满自由电子，当开关处于关闭状态时，电路内部自由电子整体一起移动，这一过程电源负极不断发出电子，同时电源正极继续“回收”着电路内电子，当开关关闭时刻，让灯泡亮起来的实际上就是其周围电子，此时由电源发出的电子还未到达灯泡。
这说明电流传播速度不等于自由电子在电路中运动速度。何谓？
设想这样一种情景：我们正在上体育课，听到体育老师下达“齐步走”口令后向前冲，听到体育老师“立定”口令后向后停。 这是不是说电路中的电子都遵守同样的规律呢？如果答案不是肯定的话，那么电路中的电子线路是否真的遵循了这样一种规则呢？答案当然是否定的！不可能！ 类似地，实际上电路里的电子都遵循着一句“口令”，电流传播的速度，实际上正是这句“口令”传播的速度。
事实上，电路的“口令”实际上是电场，虽然电场不是象通常物质一样是由分子，原子和其他微观粒子构成，但是电场是客观存在的，这是因为电场具有通常物质的能量与力的客观属性，电荷放入电场后，电场作用于它的力叫做“电场力”，电场力又使得电荷有定向移动倾向。
按照现代物理学阐述，电场成立的速度与传播速度均为光速，根据这一理论可得：电路内开关关闭后，电源成立的电场将以光速在电路内扩散，它所到之处导线内自由电子立即开始定向运动，其间电流传播速度实际上不是电子运动速度而是电场成立与扩散即光速。
所以可以这样认为：“电子不能以光速运动“和“电流能以光速运动”并不矛盾。 那么问题是：为什么电流能够以光速传递呢？（1）电磁感应定律告诉我们，当一个物体受到另一物体所提供的电磁能量作用时，它将产生相对运动；反之则停止或静止。 看了这句话，我想你一定更好奇了，当电流形成时，导体内自由电子到底运动了多少？ 我们继续观察。
当电流形成时，导体内自由电子实际上存在着两种运动速度即无规则热运动，这种运动速度量级通常为10^3 m/s到10^5 m/s.另外还有自由电子受“电场力”影响而定向运动，即所谓“飘移速度”.相对于热运动速度而言，电子平均飘移速度可视为反常慢，本文可结合具体实例进行分析。
一，简要回顾物理知识1安培电流每秒钟传输1库仑电量，而1库仑相当于6.24×10^18电子总电荷。
好了，既然言归正传了，人们知道铜原子直径是2.55×10~(-10）m，因此对1 mm直径的铜导线而言，它的横截面约可排出1.54×10~13颗铜，人们假定每一颗铜原子上都存在着可自由活动的电子，而1安电流每秒使这些自由电子活动的平均速度，等于约40.5万铜的直径，折算成0.1 mm（0.000103275 m）左右。
一根1毫米长的铜导线，在1安培左右的电流作用下，导线中的自由电子的漂移速度是非常快的，如果把它放到地面上，它的飘移速度会达到每秒0.1毫米左右，这简直像蜗牛一样。
好啦，今天就先说到这吧，请各位看官的注意，下次见。
相关阅读 >>
设置5个赛道 2021robocom机器人开发者大赛总决赛开赛
时隔6年 ios 14首个完美越狱发布：支持iphone 12
更多相关阅读请进入《新闻资讯》频道 >>
