自由电子在金属中的速度

问题描述

精选答案

电子在金属中的传播速度是多少所谓的电传播速度指的是电场传播速度，30万公里/秒 。电子传播速度比较慢10－4米／秒。金属导电的原因，是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下，导体中的自由电子在热运动的基础上，逆着电场方向产生一个附加的定向速度，这个速度的平均值，称为漂移速度。

通常情况下，其他金属导体中电子的漂移速度也约为10－4米／秒这个数量级。

而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米／秒数量级，可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。既然金属导体中电子的漂移速度如此之小，为什么平常还说“电”的传播速度非常快？

谁都知道，在很远的地方把开关接通，它所控制的电灯就会立刻亮了起来，若按估计出的电子漂移速度的大小，似乎接通开关后要等很久电灯才会亮。

其实这并不奇怪，平常说的“电”的传播速度，不是导体中电子的漂移速度，而是电场的传播速度。

电场的传播速度非常快，在真空中，这个速度的大小约为3×108米／秒。“电”的传播过程大致是这样的：电路接通以前，金属导线中虽然各处都有自由电子，但导线内并无电场，整个导线处于静电平衡状态，自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动，当然导线中也没有电流。

当电路一接通，电场就会把场源变化的信息，以大约3×108米／秒的速度传播出去，使电路各处的导线中迅速建立起电场，电场推动当地的自由电子做漂移运动，形成电流。

那种认为开关接通后，自由电子从电源出发，以漂移速度定向运动，到达电灯之后，灯才能亮，完全是一种误解。

其他回答

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常温下，金属中自由电子热运动的平均速率约为10⁵m/s。

金属导体中自由电子定向移动的速度仅为0.75毫米/秒，比蜗牛的爬行速度还慢。

电的传播速度，是指电磁场的传播速度（也有人说是电信号的传播速度，其实是一样的），不是电子的移动速度。