質問: 電気よりも光の方が早い理由を教えてください 電子の速度が遅いのは分かります。 ですが電気の速度は約30万km/sですよね。 それは光の速度とほとんど同じですよね。 電子に質量がある限り光は超えられないと思いますが。 インターネットで言えば、_adsl<光インターネット_なのはなぜですか? (サーバーから家までの伝達はほぼ同じだが機器の違いによりlanへの変換に手間取るせい?) (一回に送れる情報量が光のほうが多いのですか?) 何かと最新技術は電気ではなく、光を使いますよね。 人間の脳も光ネットワークに出来れば、頭の回転が良くなりそうですね?^^ 宜しくお願いします。
回答: 光も電子も量子論では粒子です。相対性理論から粒子のエネルギーe、運動量p、静止質量mとすれば、 p=e^2/c^2-m^2c^2 が成立します。pは速度に比例すること、光はm=0ですから、光は電子より速度は早くなります。 しかしadslにおいて情報を伝えるのは、発信場所における電子の動きが電話線(銅線)における電磁場(これは光)の変化となって、その変化が受信場所に伝播して情報として認識されます。 光ファイバーの場合は銅線でなくて、石英ガラスを光(電磁波)が伝播して情報が伝達されます。しかし電磁波が銅線を伝播しようが、ガラスを伝播しようが速度に大差はありません。重要なのは光の振動数νです。電話線は100khz位、光ファイバーは100thz位で10^9位相違します。量子論の不確定性原理から、振動数帯域幅δνと信号情報確定継続時間δtとの間には、 δν・δt > 1 が要求されます。従って振動数の大きい光ファイバーの方がδνが広くて、δtが小さく 取れるために、与えられた時間内に情報を沢山送り出すことが可能となります。 詳細はブリルアン「科学と情報理論」を参考にして下さい。