전자는 얼마나 빠르게 움직이나요
전선으로 흐르는 전자의 속도가 매우 느린데 전기는 어떻게 빛의 속도로 움직이나요 또 원자핵 주위를 도는 전자는 얼마나 빠르고 왜 빠른가요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
전선 속에서 흐르는 전자의 실제 이동 속도는 매우 느리지만 전가장은 도선 전체에 거의 즉시 전달 되어 전기 신호는 빛에 가까운 속도로 퍼집니다 원자핵 주위를 도는 전자는 양성자와 전자의 전기적 인력에 의해 초당 수백~수천 km 속도로 매우 빠르게 움직이며 이는 양자역학적으로 에너지가 안정된 상태에서 가능한 운동입니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
전기의 속도가 빛의 속도와 비슷하다고 말하는 이유는 전류가 전달되는 방식 때문입니다. 전류는 전자가 인접한 전자를 밀어내는 방식으로 에너지를 전달합니다. 이 때 전자들 사이의 에너지 교환은 빛의 속도로 일어납니다¹. 따라서, 전기가 전달되는 속도는 매우 빠르며, 이는 빛의 속도와 비슷하다고 할 수 있습니다.
그러나, 이는 전류의 속도를 말하는 것이며, 실제 전자의 이동 속도는 매우 느립니다. 이는 도선 내에 빽빽히 들어있는 전자들이 연쇄적으로 인접한 전자를 밀어서 거의 동시에 움직이기 때문입니다. 이러한 원리로 인해, 한 지점에서 전류를 보내면 거의 동시에 다른 지점에서 전류를 받을 수 있습니다. 이것은 마치 간격 없이 바짝바짝 세운 도미노가 쓰러지는 것과 같습니다. 그러므로, 사람들이 빛의 속도와 같다고 말하는 것은 우리가 느끼는 전류의 속도이고, 느리다고 말하는 것은 전자의 속도를 말합니다.
잘 설명이 된 유튜브 영상입니다.
https://youtu.be/Uocc81qn9M0?si=VXZozBCocn7QJetp안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
실제적은 전선속의 전자의 이동 속도는 매우 느려서 보통 초속 1밀리미터에 불과합니다. 참고로 소리는 1초에 340미터를 갈 수 있다고 합니다.
반면 원자속 전자는 원자 안에서 광속의 약 1/130 로 움직이며, 원자의 중심에 있는 핵 역시 광속에 접근하고 있습니다.
