전자는 얼마나 빠르게 움직이나요

Question

전선으로 흐르는 전자의 속도가 매우 느린데 전기는 어떻게 빛의 속도로 움직이나요 또 원자핵 주위를 도는 전자는 얼마나 빠르고 왜 빠른가요

Answer 1

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=VXZozBCocn7QJetp

Answer 2

안녕하세요. 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.