课件196张PPT。1第二篇 电磁学第7章 静电场和恒定电场1电磁学是研究有关电和磁现象的科学。 电磁学与生产技术的关系十分密切。 电能可以通过某些传感器很方便地转化为其他形式的能量； 电能便于远距离传输，而且效率很高； 电磁波的传播速度就是光速，用来远距离传递信息。自从19世纪麦克斯韦建立电磁理论至今， 人类在电磁理论和应用方面已经取得了突飞猛进的发展. 随着科学的发展，磁也越来越多地介入人类的生活， 象征文明社会进步程度的磁卡、 磁盘等正在被越来越多的人接受。 如果说，电磁理论曾经为人类进入信息时代奠定了基础， 那么，未来科学技术的发展仍然无法离开电与磁。1§1 静电场高斯定理1、电荷只有正、负两种一 电荷电荷有两种，一种是正电荷，一种是负电荷。 而且，同种电荷相斥；异种电荷相吸。阴极射线是电子流，电子带有负电荷； 原子核带有正电并且集中了原子的绝大部分质量。 中性原子和带电的离子都是 由原子核与电子依靠电相互作用而构成的。 宏观物体的电磁现象实质上 都来源于微观粒子的状态和运动。 1密立根（R.A.Millikan）带电油滴实验 （ 1906?1917 ,1923年诺贝尔物理奖）2、电荷是量子化(quantization)的基本电荷e =1.60217733(49)?10-19C不仅电子和质子带有电荷，许多粒子也带有电荷。 实验表明，在自然界中， 电荷总是以一个基本单元的整数倍出现的。 电荷仍然是量子化的 1○点电荷 对于通常的宏观带电体， 由于所带电量比基本电荷大得多， 其电荷的增减及分布仍可以认为是连续的。 当一个带电体本身的线度 比我们所研究的问题中所涉及的距离小很多时， 该带电体的形状与电荷在其上的分布状况均无关紧要， 该带电体就可以看作一个带电的点，称为点电荷 1密立根（Robert Andrews Millikan,1868-1953) 因对基本电荷和光电效应的研究， 获得了1923年度的诺贝尔物理学奖。密立根弗里德曼(Jerome I. Friedman, 1930-)、 肯德尔(Henry W. Kendall, 1926-) 理查德·泰勒(Richard E. Taylor, 1929-) 因对电子与质子和束缚中子深度非弹性散射进行的先驱性研究 以及因此而对粒子物理学中夸克模型的发展起了重要作用， 共同分享了1990年度诺贝尔物理学奖。 弗里德曼肯德尔理查德·泰勒1 在不同惯性系中观测，同一带电粒子的电量相同。4、电荷是一个洛仑兹不变量3、电荷守恒：在一孤立系统内发生的任何过程中总电荷数不变 。○宏观现象：静电感应现象和摩擦起电 ○微观现象：原子、原子核和基本粒子一个电荷的电量与它的运动状态无关。正负电量的代数和仍为零 电荷守恒定律也都是严格成立的 一个高能光子的消失，会产生正负电子对 11/4??0= 8.9880?109 N·m2/C2 ? 9?109 N·m2/C2 ?0—真空介电常数 (Permittivity of vacuum) ?0 = 8.85?10-12 C2/N·m2 惯性系，真空中的两静止（或低速）点电荷间的作用力为二、库仑定律与电力叠加原理1 库仑定律12 电力的叠加原理 实验表明：两个点电荷之间的作用力并不因第三个点电荷的存在而改变。在电磁场的量子效应中，经典叠加原理不成立。 两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力，等于各个点电荷单独存在时对该点电荷作用力的矢量和1电荷1 受电荷 2的力两个点电荷之间的作用力，不会因为第三个电荷的存在而改变1线度足够地小———场点确定；电量充分地小———不至于使源 电荷重新分布。○试验电荷说明三 电场强度及其叠加原理1 电场强度是空间点函数○12 电场叠加原理电力的叠加原理?电场叠加原理： 在 n 个点电荷产生的电场中，某点的电场强度等于 每个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和场强的线性可叠加性，不仅对点电荷系成立， 对任意连续带电体所产生的电场也是正确的。11) 球对称由库仑定律由场强定义2)场强方向：正电荷受力方向3 电场强度的计算 （1 ... ...
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