Hur rör sig elektronen?

Fråga: En elektrisk impuls i en ledare rör sig i storleksordningen ljushastigheten. Men de fria elektronernas rörelsehastighet längs en ledare är låg, av storleksordningen 1 cm/s. Om man nu har en växelström på 50 Hz hinner elektronerna färdas omkring 1/100 cm eller 1/10 mm åt ena hållet och sedan tillbaka. Vid 50 kHz blir rörelsen 1/10 mm och vid 50 MHz 1/10 nm fram och tillbaka. Men 1/10 nm är 10-10 m eller en ångström, det vill säga mindre än en atoms diameter. Rörelsen blir då av samma storleksordning som en elektron i atomen! Vad händer då vid 50 GHz? Kjell Svensson, Bandhagen

Svar: En elektrisk impuls är uppbyggd av ett antal elektromagnetiska vågor och det är denna impuls/dessa vågor som står för "transporten", inte elektronerna själva. Jämför med vågor på en vattenyta som kan röra sig framåt med hög hastighet medan varje enskild vattenmolekyl bara rör sig runt en fix punkt. Att elektronen (klassiskt) rör sig mindre än en ångström är inget orimligt. I elektronens (klassiska) värld är en ångström ett fullständigt gigantiskt stort avstånd; en (klassisk) elektron är cirka 100 000 gånger mindre än en typisk atom! Med andra ord, skalar vi upp en elektron till en millimeter så skalas atomen (1 Å) upp till 100 meter.