Hva er hastigheten til et elektron?


Beste svaret

Elektroner i ledninger går ganske sakte. Artikkelen på Drifthastighet – Wikipedia forklarer det ganske bra og fungerer et eksempel. Elektroner i den typiske strømledningen kjører med 23 mikron per sekund eller omtrent det. Med 60 Hz vekselstrøm vrikker elektronene bare frem og tilbake og beveger seg slitsomme 0,2 mikron hver vei før de snur.

Elektroner i vakuumrør og partikkelakseleratorer beveger seg mye raskere. Her er en artikkel om det Elektronens hastighet Selv med en akselerasjonsspenning på 100 volt eller så får elektronene i vakuum opp til 1\% av lysets hastighet eller så, og partikkelakseleratorer kan få dem til å gå nær lysets hastighet.

Svar

Kort svar: fordi universet må bevare kausalitet.

For å forstå hvorfor lysets hastighet ikke kan brytes, må vi først forstå den sanne fysiske betydningen av begrepet «lysets hastighet». Det er faktisk misvisende å kalle det «lysets hastighet», fordi den maksimale hastigheten i universet faktisk ikke har noe med lys å gjøre. Det skjedde akkurat slik at lys var det første vi mennesker oppdaget å reise med denne kosmiske maksimale hastigheten. Vi vet nå at tyngdekraft og sterk atomkraft også forplanter seg i samme hastighet. Et bedre navn på hastigheten som vi observerer som lysets hastighet, ville være «kausalitetshastighet». Dette er den maksimale hastigheten som en effekt kan genereres fra årsaken. Alle begivenheter i universet styres av de grunnleggende naturkreftene. Fotoner, gravitoner og gluoner, som er de respektive masseløse kraftbærerne av lys, tyngdekraft og sterk kjernekraft, reiser alle med kausalitetshastigheten. Den svake kjernekraften, med to massive kraftbærere W- og Z-bosonene, forplanter seg faktisk under lysets hastighet. enn de grunnleggende naturkreftene selv fordi alt annet er et resultat av disse kreftene. En effekt kan bare skje etter årsaken. I vårt univers tar den maksimale hastigheten som årsakssammenheng kan utfolde seg verdien vi observerer som lysets hastighet. I andre universer kan kausalitetshastigheten være mye raskere eller mye langsommere. Disse universene ville oppføre seg annerledes enn vårt. Hvorfor må kausalitetshastigheten ha en øvre grense, hvorfor kan det ikke bare være uendelig, spør du? Å ha en uendelig kausalitetshastighet innebærer at en effekt vil skje samtidig med årsaken, og forårsake selve kausalitetsbegrepet universet slutter å gi mening i en uendelig lyshastighet.

På den annen side, noen ikke-kausalitetsstyrte hendelser, for eksempel den hastigheten som universet selv utvides, samt kvantetunnel , kan faktisk overstige lysets hastighet. Selve romutvidelsen innebærer ingen samspill mellom naturens grunnleggende krefter. Derfor er ikke universets ekspansjonshastighet bundet av kausalitetshastigheten og kan faktisk vokse uten en grense. Dette er nettopp det vi har observert: De lengste galaksene ved kanten av vårt observerbare univers ser ut til å trekke seg vekk fra oss i hastigheter som er større enn lysets hastighet. Denne tilsynelatende brudd på lyshastighetsgrensen er forårsaket av raskere enn lys ekspanderende rom som fører galaksene bort, ikke galaksene i seg selv som beveger seg superluminalt. Disse galaksene som et resultat har blitt kausalt koblet fra oss.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *