جواب فعالیت صفحه ۴۱ فیزیک (2) - تجربی

پاسخ این پرسش را در دو بخش بررسی می‌کنیم.

۱. سرعت سوق و سرعت انتشار اثر میدان را با هم مقایسه نکنیم.
سرعت سوق الکترون‌ها، یعنی سرعت متوسط حرکت آهستهٔ آن‌ها در خلاف جهت میدان، مثلاً از مرتبهٔ \(10^{-5}\ \mathrm{m/s}\) است. اما وقتی کلید زده می‌شود، آنچه با سرعت زیاد منتقل می‌شود «میدان الکتریکی» و «اختلاف پتانسیل» است، نه خود الکترون‌ها. میدان الکتریکی در سیم تقریباً با سرعت نور، یعنی حدود \(3\times10^{8}\ \mathrm{m/s}\)، در تمام طول مدار منتشر می‌شود.

۲. مثال شیلنگ آب را این‌طور تفسیر کنیم.

• وقتی شیر را باز می‌کنیم، فشار آب از یک سر شیلنگ تا سر دیگر آن خیلی سریع منتقل می‌شود و آب در سر دیگر بلافاصله جاری می‌شود. این همان نقش میدان الکتریکی است.
• لکهٔ رنگی درون آب، مانند یک الکترون، به آهستگی جابه‌جا می‌شود. این همان سرعت سوق است.

۳. نتیجه‌گیری:
چون میدان الکتریکی در تمام طول سیم تقریباً هم‌زمان برقرار می‌شود، همهٔ الکترون‌های آزاد مدار تقریباً هم‌زمان شروع به حرکت می‌کنند. بنابراین وقتی کلید را می‌زنیم، لامپ‌های خانه تقریباً فوراً روشن می‌شوند، با این که هر الکترون به‌تنهایی بسیار آهسته حرکت می‌کند.