光和電哪個快?

Amani輝哥


通過一個生動的小故事來了解一下吧。


從前,小光和小電是一對非常好的朋友,他們都跑得非常快。有一天,小光對小電說:我們來賽跑吧,看看誰跑的快。 小電說:那好呀,你來定地方。 比賽開始:



第一局,小光把比賽地點選在了真空中,結果發令槍剛一響,小光就到達了終點,回頭一看,小電還在原地團團打轉。就說:哈哈,怎麼樣?還是我跑的快! 小電很不服氣:那不算,你耍賴,在真空裡沒有介質,沒有導體,我根本動不了啊。 小光答道:那好吧,第二局比賽你來選地點。

第二局比賽,小電把地點選在了鐵塊兒裡,結果發令槍剛一響,小電就到達了終點,回頭一看小光,在起點撞得鼻青臉腫。 小電說:這一局是我贏啦! 小光說:這回是你賴皮,鐵塊那麼厚,我根本就過不去。

小電說:那第三局,咱們各跑各的,你跑你的真空跑到,我跑我的導體跑道,看誰快。 說罷,比賽開始,小光對自己的速度一向自信,從起跑開始就一騎絕塵,回頭看了看小電,還離得老遠,放心地向終點跑去,剛一到達終點,發現小電同時出現在終點線上,不免驚訝道:你你你,怎麼辦到的?你犯規! 小電說:並沒有犯規啊,不信咱們去找裁判蛋圈君評理~ 這時候蛋圈君說話了:你們兩個別吵了,你們倆跑的都很快。只不過呢,小光同學,你是自己跑,而小電同學,你們可是接力跑呀!


我臨時編了這麼一個小童話來給大家解釋這個問題,其實,電流速度就是光速,但這也是從書本上得來的,我也無法做實驗證明這一點,但是,還是要就這個問題說一說我的觀點。 我們看看這三局比賽,其實它們都包含一定的科學原理。


第一局,地點選在了真空,我們知道,光在真空中速度是最快的,而電在真空中是無法傳播(非高壓),因為真空中不存在介質,電流缺乏傳播途徑。

第二局比賽地點選在了金屬中,金屬達到了一定厚度,是不透光的,但卻可以導電。在這裡引申一下,電流不管在什麼樣的導體中,速度都是光速,而光卻不然,他在不同的環境中,速度是不一樣,在真空中最快,而到了玻璃中,速度也就是原來的2/3左右。

第三局比賽,反映出了兩者的本質。光實際是由光子組成的,我們說光的速度實際上,可以認為是一個光子從起點跑到終點速度。而電則不然,它是一個接力的過程,電子本身的運動速度是很慢的,但是電傳遞的過程很快,可以說到達終點電子,是從起點出發電子的兄弟,兩者並非同一電子。


蛋圈一科


光和電誰快誰慢需要看你指的是怎樣的電。

光(電磁波)在真空中的傳播速度是299792458m/s,根據相對論,沒有什麼物質能夠超過這個速度。那電的速度呢?

電流是電荷的定向移動產生的,金屬導線中載流子是自由電子,可以根據公式I=nesv計算導線中自由電子定向移動的速率,其中n為單位體積內自由電子的個數,e為電子的帶電量,s是導線的橫截面積,v就是自由電子的定向移動速率。通過計算可知導線中自由電子定向移動的速率和蝸牛的速率差不多

可是每次閉合開關,電燈似乎總是立即工作,無論導線多長,這又是怎麼回事?

導線與電源接通後,導線內部就會形成一種電場,這是一種不同於靜電場的電場,形成它的電荷可以移動,這種電場叫做恆定電場。恆定電場的方向與導線平行,這種電場沿導線向前移動的速度就是電磁波的傳播速度。恆定電場到了一個新的位置,自由電子便會在恆定電場中受到力的作用,繼而在力的作用下開始了定向移動形成電流。自由電荷雖然定向移動的速率和蝸牛差不多,不過自由電荷在導線中排好了隊伍,只要接收到了向前移動的“指令”,這些電荷就馬上按照“指令”的方向前進,因此電流的傳播速度就表現的和“指令”傳播的速度一樣了。

這下你應該清楚是光跑得快還是電跑得快了。


刁博


想要了解光快還是電快,那麼我們就得探討光和電的本質。首先光是能量,能量大小由光子的頻率決定,很多能量轉移過程中都有光子的產生,當光子的數目達到一定程度且頻率在人能感受的範圍中時,就成了生活中肉眼所見到的光,而光速是指光在單位時間內行走的大小,目前我們科技水平還不能達到光的速度,只能是接近於光速。其次是電原來存在於大自然,後來人們逐漸研究,終於能夠自己製造產生電。 電由電磁感應發電機,利用磁鐵和線圈產生的 ,這個由法拉第研究發明地。電在導體中起作用的速度並不是漂移速度而是電場的傳播速度,其極限值可以達到3*10E8米/秒。金屬導線中各處都有自由電子,只是在未接通時,導線處於靜電平衡狀態,體內無電場,自由電子沒有定向漂移,從而導線中也無電流。但只要電路一接通,電場就會把場源變化的信息以3*10E8米/秒的速度很快傳播出去,迅速達到重新分佈,電路各處的導體裡很快建立電場,推動當地的自由電子定向運動,形成電流。


博學31號


電流的產生並不是因為有正電荷在導體(電解溶液除外)內流動,而是載流子(主要的自由電子)在電場的作用下做單向運動形成的.而電場的是通過電壓來建立的,因為電壓和電場傳播速度都是光速(c=3*10^8m/s),所以電流的速度也是光速.


所以理論速度光速和電的傳播速度是一樣的。而,如果考慮實際情況的話,對這個問題的回答需要考量運行介質和消耗的問題。把速度理解為運行距離除以時間,和把速度理解為理論最大速度是不同的。

有的介質,光可以通過而電不可以。比如透明的玻璃。

有的介質電可以通過光不可以,比如金屬。

同樣能量的光和電,在能夠通過的介質內通過,由於消耗的不同,決定了兩者可行進距離的不同,如果將速度理解為距離除以時間,距離傳播遠的當然速度快。也就是能量消耗小的速度快。

兩者比較的現實意義並不大,信號傳輸也許是已知的兩者共有具有實際應用價值的應用領域,即使這樣,兩者也是互補的關係,而非替代。


瓏心格物


光和電哪個快?

答:個人覺得這需要界定條件才能得出光快還是電快。

不同的溫度輻射出不同顏色的光,當然不同顏色的光它們的頻率存在差異,在真空中它們的傳播速度都是一樣的,但在介質中的傳播速度也各不相同,在赤紅黃綠青藍紫七中顏色的光中紅色的光傳播速度最快,其他顏色的光頻率都比紅光要大,因此它與紅光在同一介質中的折射率比紅光大,而又V=C/n可以得到以上結論。

關於電的速度:光的傳播速度就是光子移動速度,而電的傳播速度指的是電場的傳播速度(也可以理解電信號的傳播速度,其實道理是一樣的),而不是電子的移動速度,導線中的電子每秒最高只能移動幾米。

“電”的傳播過程大致是電路接通之前,金屬導線中各處的自由電子做無規則的熱運行,整個導線處於一個靜電平衡狀態,導線中也不會存在電流,當電路接通,電場就會把場源變化的信息,以光速傳播出去,使得電路各處導線中建立起電場,電場推動自由電子漂移運行,形成電流。

所以電場建立的速度=真空中的光速。


但這也不是絕對的,在2016年6月8日的環球物理推送了一篇文章《宇宙中沒有什麼東西能快過光速,但在這個內部工作卻超過了光速!》,張操教授提出了一項實證“在特定條件下,交流電可以超過光速20倍”

而具體的實驗過程與實驗數據,感興趣的朋友可以搜索相關的資料做進一步的瞭解。

我的回答就到這裡!感興趣的朋友動動小手點下左下角的點贊、關注、分享!我們保證每天會分享各種各樣的知識!


鳳棲夕陽


謝邀!電和光的速度,在計算的理論上是一樣的 ,都是30萬千米/秒。

但實際運行中,當然是光快,電只是以接近光電速度在傳播。並且,電傳播還要考慮到介質的問題。如果是指電場的速度那就很近似光速(真空中)。

如果是指電荷移動速度,就是跟電場的強度有關了,這個速度肯定要比電場速度慢好多,電荷要運動得先有電場,還要產生阻力。

所以,沒有比光速更快的元素了。從愛因斯坦狹義相對論原理,可知光速不變原理,沒有比光速更快的東西。理論上光速是最快的。 因為即使有超光速,以目前的技術也觀測不到。


馬大哈68581067


以前上課學過這個問題,首先要將這個電給個定義

一、電子 如果是電子

它的移動速度跟光速是沒得比的,當電子進入電場,根據這個公式Uq=1/2mv²,我們會發現電子質量m是恆定的,電壓U越大,電子的速度V越大,所以電子的速度並不是唯一的,它受電壓變化的影響,但無論怎麼樣,它的速度都達不到光速

二、電場 電場的形成速度是光速,什麼意思呢,就是說如果給一根導線通上電,電子雖然移動速度慢,但是電場的擴及速度很快,遠在3*10^8的距離外的地方也會在一秒內形成電場,所以我們會聽到電的速度就是光速,但這只是理想狀態,電在傳輸過程中存在電阻、損耗

希望我的回答對你有幫助,歡迎討論


鴿是第一聲


我們都知道光的傳播速度是每秒30萬千米,電的速度比較複雜,電流的速度比較慢,但是電場的形成速度跟光速相同,所以在通電的瞬間電場所到之處都有電流形成,但是在通電的過程中電流的速度又沒有光速快。就好像一根裝滿水的水管,在水泵運轉瞬間水管的另一端就會有水流流出,但實際上水的流動速度卻要取決於水泵形成水壓的大小。



閒談茶館


謝謝悟空邀請!當然光比電快了。為什麼現在信號傳輸都用光纖而不用銅線,就因為光波的速度比電子快。記住一點,凡是帶有質量的東西都超不過光速。而電子是帶有質量的,光是一種波沒有質量但它能攜帶能量。沒有光纖的普及我們也進入不了4G時代,所以說光纖的發明使用是科技史上的一大飛躍。


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