Lueskelin palstaa ja huomasin tuolla kirjoituksen sähkön nopeudesta. Tarkistelin asiaa parista vanhasta kurssikirjasta ja kyllä: Sähkön nopeus voi olla jopa 0,9c, jossa c on valonnopeus.
Tästä tuli pähkäiltäväkseni uusi ongelma. Elektronilla, joiden liikkeeksi sähkö kuvataan, on lepomassa, se on siis massallinen hiukkanen.
Joten, kun elektroni saavuttaa 90% valonnopeudesta liikkuessaan johtimessa, miksi johtimen massa ei kasva?
Tästä tuli pähkäiltäväkseni uusi ongelma. Elektronilla, joiden liikkeeksi sähkö kuvataan, on lepomassa, se on siis massallinen hiukkanen.
Joten, kun elektroni saavuttaa 90% valonnopeudesta liikkuessaan johtimessa, miksi johtimen massa ei kasva?
Vastaukset 14
Vanhimmat
sähkön liikkuessa elektronit liikkuvat massana yhteen suuntaan tuon 0.9 c. Mutta eivät elektronit ole paikallaan vaikka sähkövirta ei kuljekaan, ne kiertävät ytimen ympäri (ja värisevät lämpövärinää)
kyllä suurimpiirtein samalla nopeudella.
Lisäksi atomin massasta ylivoimaisesti suurin osa on ytimessä.
Massan kasvu tulee huomattavaksi vasta kun nopeus ylittää 0.99 c.
ja vielä, missä tai kuka on sanonut ettei johtimen massa kasva? Onko kukaan mitannut?
Veikkaan kyllä että atomien välillä vaikuttaa sellaisia voimia niiden vaihtaessa elektroneja sähkövirran kulkiessa että niiden kokonaisvaikutus on moninkertainen tuohon massan kasvuun verrattuna, elikkä taitaa olla aika mahdoton mitattava.
"Massan kasvu tulee huomattavaksi vasta kun nopeus ylittää 0.99 c. "
se on kyllä 0.1 c
huomaa heti, kun massa kasvaa.
Ei sitä tarvitse kirjasta lukea.
johtimessa suunnilleen kymmeniä senttejä
sekunnissa.
Sähkö voidaan käsittää liikkeeksi, jossa
elektronit tönäisevät toisiansa. Jonon alkupää
lähtee liikkeelle melkein samalla hetkellä kuin
viimeistä tönäistään, siis 300000 km pituisen
jonon saattaminen liikkeelle vie sekunnin.
selitit?
Kuvittele että sinulla on jäykkä tanko, peräti 300000 km pitkä. Tönäiset alkupäätä kymmenen senttiä eteenpäin ja kas, loppupää nytkähtää heti myös 300000 km:n päässä kymmenen senttiä eteenpäin. Mutta; yksittäinen osanen tangossa menee vain 10 cm eteenpäin. Kuvittele että tankosi muodostuu kuparilangan eletroneista niin siinä sinulla sähkövirta ja sen etenemistapa.
Sillähän ei ole mitään merkitystä, vai kuinka? Yksittäisen osasen (eli elektronin) on silti liikuttava lähes valonnopeudella, joten sen massan pitäisi kasvaa.
Itseasiassa sen pitäisi kasvaa enemmän, koska tietääkseni nopeutta rajoittavat tekijät ovat nimenomaan johtimesta riippuvaisia. Eli jotkin johdintyypit omaavat suuremman ominaisvastuksen. Yksittäisen elektronin saamaan energiaanhan ei johtimella, sen aineella tai tyypillä, ole vaikutusta.
Täten elektroni liikkuisi aina nopeudella, joka olisi suurempi, kuin suurin johtimessa kulkeva sähkön nopeus esimerkissä, 0,9c, koska parhaissakin johdinaineissa on aina olemassa ominaisvastus, joka vastustaa virran kulkua.
liikkua valon nopeudella?????
kyllä sähkö virtaa, vaikka elektroni liikkuisi
millimetrin vuodessa.
Sähkökenttä liikkuu valon nopeudella ja se saa elektronit liikkumaan sitä hidasta vauhtiaan. Johdin toimii kuin vesijohto. Jännite on paine ja sähkövirta on veden virtaus. Vaikka vesi ei virtaa kuin tietyllä nopeudella, kuitenkin vesi alkaa valua toisesta päästä(siis jos putkessa on vettä kuten elektroneja johtimesssa).
"Joten, kun elektroni saavuttaa 90% valonnopeudesta liikkuessaan johtimessa, miksi johtimen massa ei kasva?"
Varmasti johtimen massa kasvaisi, jos tuo väite olisi totta, mutta elektronien nopeus ei ole lähelläkään tuota. Google olisi tässäkin auttanut. http://www.amasci.com/miscon/speed.html
Sähkön nopeus johtimessa on eri kuin elektronin nopeus johtimessa.
Asia on helppo mieltää ajatusleikillä: Kuvittele kilometrin pituinen jännitetty ohut teräsvaijeri. Vaijerin toisessa päässä on kello. Vetäise vaijerista 8,4 cm/h nopeudella. Kello helähtää soimaan lähes välittömästi vaikka vaijerin nopeus oli vain 8,4 cm/h.
Googleen uskomalla Jumala on todistanut Yleisen Suhteellisuus Teorian vääräksi ja Elvis Elää äänin 110'000 sivustoa vastaan 1. Google ei koskaan ole riittävä perustelu.
Sitäpaitsi, tuo sivusto nojaa erääseen seikkaan nimeltä 'Sea of Charge'. Suomessa ainakin omalta fysiikan tunnilta nimeksi jäi mieleen 'elektroni pilvi', joka ympäröi metalleja. Paitsi että: Omalta fysiikan tunnilta (kurssi tai kaksi aiemmin), jäi mieleen atomimalli elektronikuorineen. Atomimalli ei sovellu elektronipilvi ajatteluun, koska elektronit eivät varsinaisesti enää sijaitse millään kuorella, vaan ovat heti valmiina tönimään toisiaan samanmerkkisillä varauksillaan. Mikä siis selittäisi eron?
En osannut päättää mihin kohtaan ketjua olisin vastannut, joten pistin sitten tänne...
Informaatio sähkökentästä (esim. suljet virtapiirin kytkimestä) etenee valon nopeudella. Sähkökenttä aiheuttaa voiman, joka saa elektronit kiihtyvään liikkeeseen kentän suuntaan, jolloin niiden nopeus kasvaa, kunnes ne törmäävät johtimen atomeihin. Nämä törmäykset hidastavat elektroneja, mikä taas aiheuttaa johtimen resistanssin. Törmäyksien todennäköisyys riippuu johtimen materiaalista (ja kentästä). Itse elektronit liikkuvat hyvinkin hitaasti (en nyt jaksa kaivaa oppikirjoista esimerkkiä).
Saivartelijoille: Tiedän myös, että elektronit liikkuvat itseasiassa vastakkaiseen suuntaan kentän suhteen, koska niiden varaus on negatiivinen. Jätin tuon pois, koska se olisi vain sekoittanut selitystä lisää.
ja tuohan opetetaan jo lukion fysiikassa. Eli että elektroni liikkuu nopeusluokassa cm/s.
Muuten todellakin elektronin massa kasvaisi suhteellisuusteorian mukaisesti. Ja sekin vielä, että elektronin kiihdyttämiseen tarvittaisiin huomattava määrä energiaa koska se on lepomassallinen hiukkanen.
lämpimikseni vain kirjoittelin..