10-1库仑定律.ppt

§10-3 高斯定理
§10-1 电荷和库仑定律
第十章电荷和静电场
§10-2 电场和电场强度
§10-4 电势及其与电场强度的关系
§10-5 静电场中的金属导体
§10-6 电容和电容器
§10-7 静电场中的电解质
§10-8 静电场的能量
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§10-1电荷和库仑定律
一、电荷(charge)
公元前约585年希腊学者泰勒斯观察到用布摩擦过的琥珀能吸引轻微物体。
“电”(electricity) 希腊文琥珀。
把带电体所带的电称为电荷。

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英国的威廉·吉尔伯特在1600年出版的《论磁、磁体和地球作为一个巨大的磁体》一书中描述了对电现象所做的研究,把琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、树脂等物质摩擦后会吸引轻小物体的作用称为“电性”。
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人们对电荷的认识始于摩擦起电。
与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷,规定为正电荷
以后的大量实验证明,电荷只有这两种。
与毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带电荷,规定为负电荷
1750年,由美国物理学家富兰克林(B. FrankLin )首先规定,沿用至今。
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原子是电中性的,原子核中的中子不带电、质子带正电、核外电子带负电,并且所带电量的绝对值相等。
物质由大量原子构成
原子由质子、中子和电子构成
质子带一个单位正电荷,电子带一个单位负电荷
中子不带电。
可用质子所带电荷来规定正电荷,用电子所带
电荷来规定负电荷
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密立根(R. A. millikan )用液滴法测定了电子电荷,电子是自然界中存在的最小负电荷, 2002年由国际科技数据委员会(CODATA) 推荐的值为:e = 17653(14)×10-19 C
物质的电结构告诉人们摩擦起电的本质。
任何孤立系统均遵守电荷守恒定律
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电荷量子化是个实验规律。
实验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: Q = n e ; n = 1, 2 , 3,…

任何物体所带电荷不可能连续变化,只能一份一
份地增加或减少,这种性质称为电荷的量子化。
电荷的最小份额称为元电荷,常用e来表示。
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自然界中的微观粒子有几百种,其中带电粒子所具有的电荷数均为+e 或-e 的整数倍。因此电荷量子化是普遍的量子化规律。现代实验结果证明电荷量子化具有相当高的精度。
在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等)是由夸克(quark)构成的,夸克所带电量为e的1/3或2/3。但是到目前为止还没有发现以自由状态存在的夸克。电量的最小单元不排除会有新的结论,但是电量量子化的基本规律是不会变的。

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电荷是物质的一种属性
粒子物理中,任何微观粒子均存在反粒子,它们携带等量异号电荷。
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现代物理研究已表明,在粒子的相互作用过程中,电荷是可以产生和消失的。然而电荷守恒并未因此而遭到破坏。
电子对的“产生”
电子对的“湮灭”
正电子
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