Why the Lamp Lights at Once
أغلق المفتاح فتعمل سرعتان مختلفتان تمام الاختلاف. المجال الكهربي يجتاح الدائرة بسرعة تقارب سرعة الضوء ويُشعل المصباح خلال نانو ثوانٍ، بينما الإلكترونات نفسها بالكاد تزحف. لم يكن على شيء أن يسافر من البطارية إلى المصباح — فالإلكترونات كانت هناك بالفعل.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اضغط Close the switch وراقب جبهة المجال وهي تجتاح الدائرة
- تابع إلكترونًا مُعلَّمًا داخل الفتيلة وانظر كيف ينطلق مع البقية
- قارن الزمن الذي يستغرقه المجال بالمسافة التي قطعها أي إلكترون
- افتح الدائرة ثم أغلقها من جديد لتشغيل المقياسين الزمنيين جنبًا إلى جنب مرة أخرى
ما الذي تلاحظه
- المصباح يضيء قبل أن يقترب أي إلكترون من البطارية منه بزمن طويل
- الإلكترونات في كل مواضع الدائرة تبدأ الانجراف في اللحظة نفسها عمليًا
- جبهة المجال تعبر الدائرة كلها في نانو ثوانٍ؛ والانجراف كسر من المليمتر في الثانية
- كانت هناك إلكترونات حرة داخل الفتيلة أصلًا تنتظر من يدفعها
- البطارية تمد بالطاقة وبمجال، لا بالإلكترونات المعيّنة التي تُحدث الإضاءة
الفيزياء وراءها
إغلاق المفتاح يُقيم مجالًا كهربيًا على امتداد الموصل كله، وينتشر ذلك المجال بسرعة تقارب c. وفي دائرة محيطها نحو متر يكتمل المجال في بضع نانو ثوانٍ، فتبدأ كل إلكترونات الدائرة — بما فيها تلك القابعة أصلًا في فتيلة المصباح — بالانجراف في اللحظة نفسها عمليًا. وتتحرك تلك الإلكترونات بسرعة انجراف رتبتها 10⁻⁴ م/ث وتحتاج ساعات لتقطع المسافة من البطارية. فالمصباح يضيء بسبب وصول المجال، لا بسبب رحلة أي إلكترون.