Номер 4, страница 132 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 2. Электрические явления. Параграф 36. Электрический ток в металлах. Вопросы после параграфа - номер 4, страница 132.

Условие.

4. Скорость направленного движения электронов в проводах вашей квартиры составляет доли миллиметра в секунду. Почему же при нажатии на клавишу выключателя лампочка вспыхивает сразу?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

4. Действительно, скорость упорядоченного (дрейфового) движения свободных электронов в металлическом проводнике очень мала. Она составляет всего лишь доли миллиметра в секунду. Однако, когда мы нажимаем на клавишу выключателя, мы замыкаем электрическую цепь, и в ней почти мгновенно возникает электрическое поле.

Именно это электрическое поле заставляет свободные электроны по всей длине провода приходить в упорядоченное движение. Скорость распространения электрического поля в проводнике огромна и близка к скорости света в вакууме (около $c = 3 \cdot 10^8$ м/с). Поэтому, как только цепь замыкается, электрическое поле почти мгновенно охватывает всю цепь, включая и нить накаливания лампочки.

В результате электроны, которые уже находились в нити лампочки, начинают двигаться практически в тот же момент, что и электроны у выключателя. Для того чтобы лампочка зажглась, не нужно ждать, пока электроны от выключателя "добегут" до нее. Ток возникает одновременно во всех участках замкнутой цепи.

Этот процесс можно сравнить с длинным шлангом, полностью заполненным водой. Как только вы открываете кран на одном конце, вода почти сразу начинает течь из другого конца. При этом каждая отдельная молекула воды смещается лишь на небольшое расстояние, но давление передается по всей длине шланга практически мгновенно.

Ответ: Лампочка вспыхивает сразу, потому что при замыкании цепи электрическое поле распространяется по всему проводу со скоростью, близкой к скорости света, и почти мгновенно заставляет двигаться свободные электроны по всей длине цепи, в том числе и в нити накала лампочки.