제가 전자의 속도에 관한 전문가 한 분의 설명을 인용합니다.
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전자의 속도를 광속과 비슷하다고 하는 분들이 많지만...
만약 건전지에 의해 V라는 전위차가 유지되는 경우를 생각해보면
에너지는 보존되므로 eV = 1/2 * m * v^2 의 식이 성립하겠죠?
물론 상대론적 고려도 필요하지만....일단 생략하기로 하고요.
그러면 V = 1.5V라고 할때 v = 7.3 E5 m/s 가 되서 광속의 100분의 1이 안되죠?
100V 라고 해도 v 는 V 의 제곱근에 비례하므로 광속의 10분의 1정도가 됩니다. 이정도라면 상대론은 적용할 필요가 없죠!
하여간 아무렇게 해도 회로의 길이가 전자의 이동속도에 비해 한참 작은 것은 맞는 말인데요...
우선 반도체 칩과 같은 대단히 복잡한 회로에서는 실제로 회로의 길이가 상당히 깁니다.
더 중요한 것은 전자의 실제 이동 속도가 이러하다 하더라도 거시적으로는 훨씬 작은 속도로 이동하는 것처럼 보이게 되죠.
물리학에서는 이러한 전자의 이동속도를 drift velocity라고 하는데요.
실제 전자는 원자핵과 충돌하면서 이방향 저방향으로 사정없이 튕겨 다니게 됩니다. 그래서 만약 도선의 단면을 생각해서 이 단면을 통과하는 전자의 실제 수는 얼마나 될지를 생각하면...
거의 0에 가깝게 되죠.
그러나 전기장이나 자기장은 자석의 형성됨과 거의 동시에 "빛의 속도"로 형성이 됩니다.
양자장이론에서는 이러한 전 기장과 자기장을 전달해주는 입자가 바로 광자(빛)이라고 하죠. 보통 우리가 알고 있는 빛과는 조금 달라서 가상광자라는 말을 쓰는 데 이건 측정될 수 있는게 아니라고 합니다. 그러므로 전기장이 전 달되는 속도는 광속이 되죠.
결론적으로 말해 전자가 광 속으로 움직이는 것은 아니고요. 자기장은 광속으로 형성이 됩니다.
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또 다른 분의 글입니다.
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전자가 도선속을 흐르는 표류속도 v는 대략 0.1 mm/sec정도입니다.
굉장히 느린 전자의 속도로 빠른 반응을 하는 이유는 가상광자에의한 에너지 전달속도가
빛의 속도와 같이 빠르기 때문입니다.
에너지 전달 속도와 전자의 속도를 동일하게 생각하면 엄청난 착각입니다.
쉽게 생각해보면 전자가 길게 줄을 서고 있다고 가정합니다.
줄의 첫번째 전자가 초당 0.1mm이동하면 줄의 마지막 전자도 초당 0.1mm
이동하게 됩니다. 길게 늘어선 줄이 거의 동시에 움직이게 됩니다.
여기서 움직임이란 곧 에너지 전달을 의미합니다.
전자 자체의 속도는 느리지만 에너지의 전달 속도는 빛의 속도와 같기 때문에
전원을 켜면 곧바로 반응하는 것이지요.
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금속 도체 내에서 자유전자가 원자핵과 충돌하면서 유한한 거리를 진행하는 과정에도 불규칙하기는 하지만 "관성"이라는 것이 존재하고, 이 관성은 도체가 직선으로 되어 있을 때 가장 보존이 잘 되고, 도체가 급격히 꺽이고 굽어 있을 때는 방해를 받는다고 합니다.
내가 스스로 이해를 완전히 하지 못한 내용을 글로 하려니 더 어렵습니다.
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전자의 속도를 광속과 비슷하다고 하는 분들이 많지만...
만약 건전지에 의해 V라는 전위차가 유지되는 경우를 생각해보면
에너지는 보존되므로 eV = 1/2 * m * v^2 의 식이 성립하겠죠?
물론 상대론적 고려도 필요하지만....일단 생략하기로 하고요.
그러면 V = 1.5V라고 할때 v = 7.3 E5 m/s 가 되서 광속의 100분의 1이 안되죠?
100V 라고 해도 v 는 V 의 제곱근에 비례하므로 광속의 10분의 1정도가 됩니다. 이정도라면 상대론은 적용할 필요가 없죠!
하여간 아무렇게 해도 회로의 길이가 전자의 이동속도에 비해 한참 작은 것은 맞는 말인데요...
우선 반도체 칩과 같은 대단히 복잡한 회로에서는 실제로 회로의 길이가 상당히 깁니다.
더 중요한 것은 전자의 실제 이동 속도가 이러하다 하더라도 거시적으로는 훨씬 작은 속도로 이동하는 것처럼 보이게 되죠.
물리학에서는 이러한 전자의 이동속도를 drift velocity라고 하는데요.
실제 전자는 원자핵과 충돌하면서 이방향 저방향으로 사정없이 튕겨 다니게 됩니다. 그래서 만약 도선의 단면을 생각해서 이 단면을 통과하는 전자의 실제 수는 얼마나 될지를 생각하면...
거의 0에 가깝게 되죠.
그러나 전기장이나 자기장은 자석의 형성됨과 거의 동시에 "빛의 속도"로 형성이 됩니다.
양자장이론에서는 이러한 전 기장과 자기장을 전달해주는 입자가 바로 광자(빛)이라고 하죠. 보통 우리가 알고 있는 빛과는 조금 달라서 가상광자라는 말을 쓰는 데 이건 측정될 수 있는게 아니라고 합니다. 그러므로 전기장이 전 달되는 속도는 광속이 되죠.
결론적으로 말해 전자가 광 속으로 움직이는 것은 아니고요. 자기장은 광속으로 형성이 됩니다.
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또 다른 분의 글입니다.
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전자가 도선속을 흐르는 표류속도 v는 대략 0.1 mm/sec정도입니다.
굉장히 느린 전자의 속도로 빠른 반응을 하는 이유는 가상광자에의한 에너지 전달속도가
빛의 속도와 같이 빠르기 때문입니다.
에너지 전달 속도와 전자의 속도를 동일하게 생각하면 엄청난 착각입니다.
쉽게 생각해보면 전자가 길게 줄을 서고 있다고 가정합니다.
줄의 첫번째 전자가 초당 0.1mm이동하면 줄의 마지막 전자도 초당 0.1mm
이동하게 됩니다. 길게 늘어선 줄이 거의 동시에 움직이게 됩니다.
여기서 움직임이란 곧 에너지 전달을 의미합니다.
전자 자체의 속도는 느리지만 에너지의 전달 속도는 빛의 속도와 같기 때문에
전원을 켜면 곧바로 반응하는 것이지요.
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금속 도체 내에서 자유전자가 원자핵과 충돌하면서 유한한 거리를 진행하는 과정에도 불규칙하기는 하지만 "관성"이라는 것이 존재하고, 이 관성은 도체가 직선으로 되어 있을 때 가장 보존이 잘 되고, 도체가 급격히 꺽이고 굽어 있을 때는 방해를 받는다고 합니다.
내가 스스로 이해를 완전히 하지 못한 내용을 글로 하려니 더 어렵습니다.
