光和电哪个快?

Amani辉哥


通过一个生动的小故事来了解一下吧。


从前,小光和小电是一对非常好的朋友,他们都跑得非常快。有一天,小光对小电说:我们来赛跑吧,看看谁跑的快。 小电说:那好呀,你来定地方。 比赛开始:



第一局,小光把比赛地点选在了真空中,结果发令枪刚一响,小光就到达了终点,回头一看,小电还在原地团团打转。就说:哈哈,怎么样?还是我跑的快! 小电很不服气:那不算,你耍赖,在真空里没有介质,没有导体,我根本动不了啊。 小光答道:那好吧,第二局比赛你来选地点。

第二局比赛,小电把地点选在了铁块儿里,结果发令枪刚一响,小电就到达了终点,回头一看小光,在起点撞得鼻青脸肿。 小电说:这一局是我赢啦! 小光说:这回是你赖皮,铁块那么厚,我根本就过不去。

小电说:那第三局,咱们各跑各的,你跑你的真空跑到,我跑我的导体跑道,看谁快。 说罢,比赛开始,小光对自己的速度一向自信,从起跑开始就一骑绝尘,回头看了看小电,还离得老远,放心地向终点跑去,刚一到达终点,发现小电同时出现在终点线上,不免惊讶道:你你你,怎么办到的?你犯规! 小电说:并没有犯规啊,不信咱们去找裁判蛋圈君评理~ 这时候蛋圈君说话了:你们两个别吵了,你们俩跑的都很快。只不过呢,小光同学,你是自己跑,而小电同学,你们可是接力跑呀!


我临时编了这么一个小童话来给大家解释这个问题,其实,电流速度就是光速,但这也是从书本上得来的,我也无法做实验证明这一点,但是,还是要就这个问题说一说我的观点。 我们看看这三局比赛,其实它们都包含一定的科学原理。


第一局,地点选在了真空,我们知道,光在真空中速度是最快的,而电在真空中是无法传播(非高压),因为真空中不存在介质,电流缺乏传播途径。

第二局比赛地点选在了金属中,金属达到了一定厚度,是不透光的,但却可以导电。在这里引申一下,电流不管在什么样的导体中,速度都是光速,而光却不然,他在不同的环境中,速度是不一样,在真空中最快,而到了玻璃中,速度也就是原来的2/3左右。

第三局比赛,反映出了两者的本质。光实际是由光子组成的,我们说光的速度实际上,可以认为是一个光子从起点跑到终点速度。而电则不然,它是一个接力的过程,电子本身的运动速度是很慢的,但是电传递的过程很快,可以说到达终点电子,是从起点出发电子的兄弟,两者并非同一电子。


蛋圈一科


光和电谁快谁慢需要看你指的是怎样的电。

光(电磁波)在真空中的传播速度是299792458m/s,根据相对论,没有什么物质能够超过这个速度。那电的速度呢?

电流是电荷的定向移动产生的,金属导线中载流子是自由电子,可以根据公式I=nesv计算导线中自由电子定向移动的速率,其中n为单位体积内自由电子的个数,e为电子的带电量,s是导线的横截面积,v就是自由电子的定向移动速率。通过计算可知导线中自由电子定向移动的速率和蜗牛的速率差不多

可是每次闭合开关,电灯似乎总是立即工作,无论导线多长,这又是怎么回事?

导线与电源接通后,导线内部就会形成一种电场,这是一种不同于静电场的电场,形成它的电荷可以移动,这种电场叫做恒定电场。恒定电场的方向与导线平行,这种电场沿导线向前移动的速度就是电磁波的传播速度。恒定电场到了一个新的位置,自由电子便会在恒定电场中受到力的作用,继而在力的作用下开始了定向移动形成电流。自由电荷虽然定向移动的速率和蜗牛差不多,不过自由电荷在导线中排好了队伍,只要接收到了向前移动的“指令”,这些电荷就马上按照“指令”的方向前进,因此电流的传播速度就表现的和“指令”传播的速度一样了。

这下你应该清楚是光跑得快还是电跑得快了。


刁博


想要了解光快还是电快,那么我们就得探讨光和电的本质。首先光是能量,能量大小由光子的频率决定,很多能量转移过程中都有光子的产生,当光子的数目达到一定程度且频率在人能感受的范围中时,就成了生活中肉眼所见到的光,而光速是指光在单位时间内行走的大小,目前我们科技水平还不能达到光的速度,只能是接近于光速。其次是电原来存在于大自然,后来人们逐渐研究,终于能够自己制造产生电。 电由电磁感应发电机,利用磁铁和线圈产生的 ,这个由法拉第研究发明地。电在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。


博学31号


电流的产生并不是因为有正电荷在导体(电解溶液除外)内流动,而是载流子(主要的自由电子)在电场的作用下做单向运动形成的.而电场的是通过电压来建立的,因为电压和电场传播速度都是光速(c=3*10^8m/s),所以电流的速度也是光速.


所以理论速度光速和电的传播速度是一样的。而,如果考虑实际情况的话,对这个问题的回答需要考量运行介质和消耗的问题。把速度理解为运行距离除以时间,和把速度理解为理论最大速度是不同的。

有的介质,光可以通过而电不可以。比如透明的玻璃。

有的介质电可以通过光不可以,比如金属。

同样能量的光和电,在能够通过的介质内通过,由于消耗的不同,决定了两者可行进距离的不同,如果将速度理解为距离除以时间,距离传播远的当然速度快。也就是能量消耗小的速度快。

两者比较的现实意义并不大,信号传输也许是已知的两者共有具有实际应用价值的应用领域,即使这样,两者也是互补的关系,而非替代。


珑心格物


光和电哪个快?

答:个人觉得这需要界定条件才能得出光快还是电快。

不同的温度辐射出不同颜色的光,当然不同颜色的光它们的频率存在差异,在真空中它们的传播速度都是一样的,但在介质中的传播速度也各不相同,在赤红黄绿青蓝紫七中颜色的光中红色的光传播速度最快,其他颜色的光频率都比红光要大,因此它与红光在同一介质中的折射率比红光大,而又V=C/n可以得到以上结论。

关于电的速度:光的传播速度就是光子移动速度,而电的传播速度指的是电场的传播速度(也可以理解电信号的传播速度,其实道理是一样的),而不是电子的移动速度,导线中的电子每秒最高只能移动几米。

“电”的传播过程大致是电路接通之前,金属导线中各处的自由电子做无规则的热运行,整个导线处于一个静电平衡状态,导线中也不会存在电流,当电路接通,电场就会把场源变化的信息,以光速传播出去,使得电路各处导线中建立起电场,电场推动自由电子漂移运行,形成电流。

所以电场建立的速度=真空中的光速。


但这也不是绝对的,在2016年6月8日的环球物理推送了一篇文章《宇宙中没有什么东西能快过光速,但在这个内部工作却超过了光速!》,张操教授提出了一项实证“在特定条件下,交流电可以超过光速20倍”

而具体的实验过程与实验数据,感兴趣的朋友可以搜索相关的资料做进一步的了解。

我的回答就到这里!感兴趣的朋友动动小手点下左下角的点赞、关注、分享!我们保证每天会分享各种各样的知识!


凤栖夕阳


谢邀!电和光的速度,在计算的理论上是一样的 ,都是30万千米/秒。

但实际运行中,当然是光快,电只是以接近光电速度在传播。并且,电传播还要考虑到介质的问题。如果是指电场的速度那就很近似光速(真空中)。

如果是指电荷移动速度,就是跟电场的强度有关了,这个速度肯定要比电场速度慢好多,电荷要运动得先有电场,还要產生阻力。

所以,没有比光速更快的元素了。从爱因斯坦狭义相对论原理,可知光速不变原理,没有比光速更快的东西。理论上光速是最快的。 因为即使有超光速,以目前的技术也观测不到。


马大哈68581067


以前上课学过这个问题,首先要将这个电给个定义

一、电子 如果是电子

它的移动速度跟光速是没得比的,当电子进入电场,根据这个公式Uq=1/2mv²,我们会发现电子质量m是恒定的,电压U越大,电子的速度V越大,所以电子的速度并不是唯一的,它受电压变化的影响,但无论怎么样,它的速度都达不到光速

二、电场 电场的形成速度是光速,什么意思呢,就是说如果给一根导线通上电,电子虽然移动速度慢,但是电场的扩及速度很快,远在3*10^8的距离外的地方也会在一秒内形成电场,所以我们会听到电的速度就是光速,但这只是理想状态,电在传输过程中存在电阻、损耗

希望我的回答对你有帮助,欢迎讨论


鸽是第一声


我们都知道光的传播速度是每秒30万千米,电的速度比较复杂,电流的速度比较慢,但是电场的形成速度跟光速相同,所以在通电的瞬间电场所到之处都有电流形成,但是在通电的过程中电流的速度又没有光速快。就好像一根装满水的水管,在水泵运转瞬间水管的另一端就会有水流流出,但实际上水的流动速度却要取决于水泵形成水压的大小。



闲谈茶馆


谢谢悟空邀请!当然光比电快了。为什么现在信号传输都用光纤而不用铜线,就因为光波的速度比电子快。记住一点,凡是带有质量的东西都超不过光速。而电子是带有质量的,光是一种波没有质量但它能携带能量。没有光纤的普及我们也进入不了4G时代,所以说光纤的发明使用是科技史上的一大飞跃。


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