电子是不能达到光速的，为何电流的传导速度却是光速？

夜幕降临时，我们通常都会随手打开房间里的电灯，每当这个时候，我们都可以见识一次电流的传导速度，只要我们按下电灯的开关，不管电灯距离开关的距离有多远，它都会在一瞬间发出光明。那么电流的传导速度到底有多快呢？答案就是光速。

我们都知道，电流是电子的定向移动产生的，而电子虽然很小，但是还是有质量的，现在的科学家们已经计算出了电子的质量为9.10956 x 10^-31 千克。著名的科学家爱因斯坦曾经提出一条物理学的铁律，即凡是有质量的物质都不可能达到光速，迄今为止，这一铁律都未曾被打破过。

很显然，既然电子有质量，那么电子的速度就不能达到光速。事实上也是这样，现代的粒子加速器可以将电子加速到光速的99.99%以上，但就是没办法将电子加速到光速。

现在就有了一个问题：既然电子的速度不能达到光速，那为何电流的传导速度却是光速？

上图是一张超级简单的电路图，我们不用亲自去做这个实验都可以知道，只要将电路中的开关闭合，电路中的灯马上就会亮。关于这个实验，可能会让人产生一个认知，那就是当从电源出发的电子通过灯时，灯就亮了，但实际上却不是这样。

要产生电流，就必须有一个闭合的通路，对于上述的这种电路，我们可以简单地认为，当开关闭合时，电子不停地从电源的负极出发，与此同时，电路中的电子又不停地回到电源的正极。值得注意的是，在这个过程中，并不是电源发出的电子在单独行动，而是整个电路的电子几乎同时在行动。

为了方便理解，我们可以将这个电路想象成一个密封的、充满了水的管道，其中电源相当于一个持续的加压装置，而电子就相当于管道里的水，显而易见的是，当开关闭合时，管道里所有的水都会在加压装置的作用下一起运动。

于是我们可以清楚地了解到，真正让这个电路中的灯发光的，并不是电源发出的电子，而是在它附近的电子。也就是说，当灯发光的时候，电源发出的电子其实还在赶来的路上。

那到底是什么在驱动电路中的电子移动的呢？答案就是电场力。电场是一种客观存在的特殊物质，它会对所有处于其中的电荷产生作用力，这个力就是电场力。需要指出的是，根据现代物理学的描述，电场的传播速度就是光速。

有了以上的认识，我们就可以给出“电子的速度不能达到光速，那为何电流的传导速度却是光速”这个问题的答案了。当电路的开关闭合时，电源就会以光速在整个电路中建立起电场，在电场力的驱动下，电路中所有的电子都会一起移动，从而形成电流。所谓的“电流的传导速度”，其实指的就是电场的传播速度，那么它当然就是光速了。

可能大家都会很好奇，电路中电子的真正移动速度到底有多快，事实上，这个速度可能比大家想象中要慢得多。电路中电子的移动速度是可以通过相关公式计算出来的，考虑到篇幅问题以及计算过程的无聊，这里只讲结果：理想情况下，当强度为1A的电流通过一根直径为1毫米的标准铜导线时，这根铜导线内的电子移动速度仅为每秒钟0.1毫米。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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