大学物理 10静电学.ppt

大学物理_10静电学大学物理教学中心
(下学期)
《大学物理》课件
物理电子学院应用物理系
刘艺
第三篇电磁学
第10章静电学
第3篇电磁学
第十章静电学
学****电磁场一个非常重要的任务就是学会场的研究方法。
:场量在空间各点只有大小,没有方向。
Ⅰ. 求出场的空间分布U(x,y,z)。
Ⅱ.画等值线或等值面。
Ⅲ. 计算标量场的梯度。
等值线反映标量场分布,梯度反映场量沿垂直于等值线方向的空间变化率。
地形等高线
§10-1 场的描述
:场量不仅有大小而且还有方向。
如静电场、稳恒磁场。
Ⅱ.画场线。
Ⅲ. 计算矢量场的通量和散度
Ⅳ.计算矢量场的环量和旋度
矢量场的通量(或散度)是否为零可反映矢量场是否有源; 矢量场的环量(或旋度)是否为零可反映矢量场是否是保守场。
Ⅰ. 求出场的空间分布,如E(x,y,z)、B(x,y,z) 。
引言:电荷、电荷守恒定律
1. 电荷
电荷与质量一样,都是基本粒子的固有属性;
基本粒子的电荷有正、负两种;
一切基本粒子只可能具有电子所具有电荷的整数倍;
电荷守恒是物理学普遍原理;
电荷之间的相互作用,是通过电场作媒介传递的。
2. 电荷守恒定律
在一个与外界没有电荷交换的系统内,正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。
电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程( 例如核反应和基本粒子过程),是物理学中普遍的基本定律之一。
3. 电荷量子化
1906~1917年,密立根( )用液滴法测定了电子电荷,证明微小粒子带电量的变化是不连续的,它只能是元电荷 e 的整数倍,即粒子的电荷是量子化的。
迄今所知,电子是自然界中存在的最小负电荷,质子是最小的正电荷。
1986年的CODATA值为:e =×10-19 C
库仑是电量的国际单位。
4. 电荷的相对论不变性:
在不同的参照系内观察,同一个带电粒子的电量不变。电荷的这一性质叫做电荷的相对论不变性。
有电荷就有质量:
零静止质量的粒子只能是电中性。

电荷的种类
电荷的量子性
电荷守恒定律
电荷相对论不变性

真空中, 静止点电荷q2对点电荷q1的作用力为
q2
q1
r
F
§10-2 库仑定律
(3)公式中的系数是SI制要求的。
(2)点电荷q2受到的静电力,与点电荷q1受的力大小相等而方向相反。
真空的介电常量
-F
q2
q1
r
F
说明
当q1、q2同号, 与同向, 为斥力;当q1、q2异号, 与反向, 为吸力。
(1) 是从点电荷q2指向点电荷q1的单位矢量, 。

点电荷系对某点电荷的作用等于系内各点电荷单独存在时对该电荷作用的矢量和。
q1
(4)适用范围: 目前认为在10-15m~107m均成立。
推广:如何计算电荷连续分布的带电体对一点电荷的作用力?