スイッチを入れると、すぐに電気がつきます。
2001年11月
この質問に答えるためには、物質そのものを最も基本的なレベルで見る必要があります。 物質は「原子」という小さな単位で構成されています。 この原子レベルでは、物質は2つの基本的な特性を持っています。 物質には質量があり、プラス、マイナスの電荷を持つ場合もあれば、電荷を持たない中性の場合もあります。
電流（電気）とは、電荷の流れや動きのことです。 家の中の銅線に流れている電気は、電子の動きでできています。 銅の原子の陽子や中性子は動きません。 個々の電子が電線の中を一定の方向に進むのは、実際にはかなり遅い。 電子は電線の中の何十億もの原子の中を通り抜けなければならず、これにはかなりの時間がかかります。 10アンペアの電流を流す12ゲージの銅線（一般的な家庭用配線）の場合、個々の電子は1秒間に約0.02cm、1分間に1.2インチしか動きません（科学的には、これを電子のドリフト速度と呼びます）。 これが自然界の状況だとしたら、なぜこんなに早く電気がつくのだろうか。
原子は、直径が10億分の1メートルにも満たない非常に小さなものです。 電線の中には原子と自由電子が「いっぱい」あり、電子は原子の間を移動します。 典型的な銅線では、毎秒何兆個もの電子が線の任意の場所を通過しますが、その通過は非常にゆっくりとしたものになります。 線材をビー玉の入ったパイプに例えて考えてみよう。 ビー玉が入ったパイプにビー玉を押し込むと、ビー玉は1個ずつ反対側に出ていかなければなりません。 電線の中の電子も同じです。 一人が動けば、全員が動かなければなりません。 したがって、スイッチを入れると、（発電機で作られた）電位差によって、すぐに電子を動かそうとする力が発生します。 スイッチを入れるときに1つの電子を動かせば、たとえ電線が何キロもあったとしても、電線全体の電子が動きます。 つまり、スイッチを入れると、光の中の電子が「瞬間的に」動き出す、つまり電気系統全体で何かが起こり始めるのです。 実際には電子は電線の中をゆっくりと動いているのですが、電気の速さは光の速さに近い（非常に速い）と言います。 それは、電気の効果が “瞬間的 “に起こるということです。 スイッチを入れた瞬間に電気がつく。 電子がスイッチから電気に流れるのを待つ必要はありません。