“光电子的动能”与光电子的“导体速度”有关? 光传播的过程是一个能量转换的过程,这点我赞成,
不过我认为是介质粒子的振动中的动能-势能转换,
这我在电话里也说了一点,可能没说清。
至于“光电子的动能”就与光电子的“导体速度”有关了,
这个问题王家强也提过,北京网易也有讨论,摘录如下,
仅供参考:
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主题:电流的传播速度是多少?
作 者: hydrly(九天玄女*垂死) 2001-10-25 20:42:02 :0 :0
电流的传播速度是多少?它受电阻的影响吗?
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主题:Re:电流的传播速度是多少?
作 者: planet03c(Conan) 2001-10-25 22:19:29 :0 :0
就是电场建立的速度(光速)
它和电子在导体中运动的(宏观)平均速度是两码事
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主题:Re:电流的传播速度是多少?
M 作 者: emc2_zx(冷月翔云) 2001-10-25 22:58:17 :0 :0
关于电流的速度,和导体有很大的关系.下面只讨论在金属导体中的电流速度.
我们知道,从本质上说,金属导体中的电流是由金属中的自由电子定向移动所产生的.所以我们可以认为,自由电子运动的速度就是电流的速度.那么,自由电子定向移动的速度可以由以下的方法简单算出.
设一段金属导体的横截面积为S,自由电子密度(单位体积内自由电子数目)为n,自由电子定向移动速率为v,那么在时间t内通过导体某一横截面积的自由电子数目就是nSvt,如果电子电量为e,那么在t时间内通过横截面积的电量q=nSvte.由电流强度的公式I=q/t可以得出:I=q/t=nSvte/t=nSve.即:自由电子移动的速度v=I/(neS).
有上面的计算可以得到,自由电子定向移动的速率和电流强度成正比,和金属导体的横截面积于导体的电子密度(由导体本身性质决定)的乘积成反比.也就是说,电流越大,自由电子的速度就越大.而横截面积越大,电子速度就越小.
如果设一段铜导线的横截面积为1.0平方毫米(实际中的导线大约就是这么粗),其中通过1.0安培的电流,铜的自由电子密度为8.5*10^28米^-3,电子的电量为1.6*10^-19库仑.那么,由上式就可以计算出这时的自由电子平均定向移动的速率是
7.4*10^-5米/秒.这是一个非常小的速度,也就是说电子在一秒种才走0.000074米.一个电子大约要3.7个小时才通过一米长的导线.
有人说,你肯定算错了.这岂不是很荒谬,打开开关,灯要好几个小时才会亮,发电场的电要送到城市也许会需要数十天.但事实上,当你打开开关时,或是把一个回路闭合,那么回路中立刻产生了电场,同时向各处传播.如果在很小的范围内,在这个电场的作用下,各处的自由电子几乎同时发生定向移动,整个电路中同时形成了电流.这个也就是我们平常所观察到的"电流"的速度.当然,电场也是有速度的,场的是以光速运动的,也就是C=2.99792458*10^8米/秒(1987年国际度量衡大会上所确定的光速值).这是个相当大的速度,这也就是为什么我们一开开关,灯就会亮了.
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主题:Re:电流的传播速度是多少?
作 者: zhoujier(不会游泳的鱼) 2001-10-25 23:22:37 :0 :0
写的很好啊!
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主题:Re:电流的传播速度是多少?
作 者: ning-hun(凝魂) 2001-10-27 21:22:40 :0 :0
我可以问一下,在阁下的讨论中述说得到的只是电流在金属导体中的速度那么可否理解在绝缘的空气中电流的速度是0呢?可事实上电流的速度等于电子在物质中运动的速度么?
同此而论光是不是在不同的介质传输的速度也不同呢?
望阁下赐教
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主题:Re:电流的传播速度是多少?
作 者: yanghx22(时空游侠) 2001-10-28 00:39:50 :0 :0
言之有理,不过怎样才能[实测]到导体中电子的速度呢?
铜的自由电子密度为8.5*10^28米^-3也是一个问题,
也许还要考虑电子互相排斥的作用会使导线外表面附近的电子密度较大?
而这又使得边缘的电子速度较高(仍是同性相斥),
而流体力学中有速度与“侧压力”成反比的规律,于是形成一种“正反馈”,
结果是导体外表面的电子密度和速度越来越大?
也许这种“集肤效应”在高频时要明显些,在直流中也广泛存在?
果真如此,电子的实际运动速度就要比你的计算值高许多?
我一直想有种方法可以测量到实际的“导体电子速度”,
加速器毕竟太昂贵了,如果能...。
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作者:yanghx22【时空游侠】
※ 来源: 网易虚拟社区 北京站.
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