假设有一根1光年的电线并通上了电, 现在停电了, 1光年外也是马上停电吗?
就像牛顿运动定律,在低速宏观现象的解释中可说是万无一失,但一旦进入光速量级的运动,就要考虑狭义相对论了,事实上牛顿运动定律是相对论在低速下的近似。
中学学的欧姆定律、基尔霍夫定律等等所有电路里的规律,都只适用于小尺度低频率的电路(称为准恒电路),一旦电路尺度过大或电源的频率过高,准恒条件被破坏,“电路”的概念完全由“电磁场”的概念所取代。
能量从电源向空间辐射,在电阻小的地方近乎沿着表面传播,在电阻大的负载处则垂直入射。在由此可见,电磁能不是通过电流沿导线内部传给负载的,而是通过空间的电磁场从导线的侧面输入的。
1光年的导线,此岸断开,彼岸至少要1年之后才知道这边断开了,电流才会终止。在整条电路上都充满了电磁波,源源不断地向彼岸输送能量,1年才会枯竭。当然,要建立这样大的一个电磁场,也需要一年的时间。
所以,这样就可以解释了,通电的时候,电场以光速在导线内传播,所以电流也是光速传播,所以在断电后,已经传播出去的电场不会消失,还会继续向前传播,那么一光年远的地方的电会在一年后断掉。
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