第四篇电磁学第四篇电磁学强电: 电能是应用最广泛的能源; 弱电: 电磁波的传播实现了信息传递; 交叉:电磁学与工程技术各个领域有密切的联系; 机理: 电磁学的研究在理论方面十分重要。 1905 年爱因斯坦建立狭义相对论 1865 年麦克斯韦提出电磁场理论 1820 年奥斯特发现电流对磁针的作用公元前 600 年 1831 年法拉第发现电磁感应古希腊泰勒斯第一次记载电现象电磁学发展简介第八章静电场?两个定理:高斯定理、环流定理。本章研究真空中静止电荷产生的电场--- 真空中静电场的性质和规律。?两个物理量:场强、电势。?一个实验规律:库仑定律。一、电荷公元前 600 年: 古希腊泰勒斯第一次记载电现象公元 3世纪中载: 今人梳头,解著衣,有随梳解者,有光者,也有喧声。实验表明:电现象的物理原因归结于电荷 8-1 电场电场强度电荷的种类:正电荷、负电荷电荷的性质:同号相斥、异号相吸电荷的电量:电荷的多少单位:库仑符号: C (小心: C 很大) 3、电荷的量子性( 1911 年,密立根油滴实验) 电荷的最小单元: e = ×10 -19库仑 2、电荷守恒定律: 在一个孤立系统内发生的过程中,正负电荷的代数和保持不变。电荷的量子化效应: Q= Ne . 夸克不能单独存在二、库仑定律: 十八世纪法国最伟大的物理学家,杰出的工程师,在电学、磁学、摩擦和工程上都有重大贡献。1785 年他利用扭称创立的电和磁的“库仑定律”是使电磁学研究从定性进入定量阶段的重要里程碑。库仑() 1736-1806 1、点电荷: 理想模型: r>>d r:电荷之间距离, d:线度 2、真空中两个点电荷 q 1和q 2间的作用力: 大小: 2 210 2 214 1r qqr qqkF ????方向: 同号相斥,异号相吸矢量式: 12 12 2 12 21 12r rr qqkF ???o xz y 1q? 2q? 1r ? 2r ? 12r ? 12F ?:施力电荷指向受力电荷 12r ? 12 12 2 12 21 12r rr qqkF ???无论两个电荷的正负如何,此式都适用 1、当两个电荷同号时,他们的乘积为正,力的方向和一致,为排斥力。 12r ?2、当两个电荷异号时,他们的乘积为负,力的方向和一致,为吸引力。 12r ?? 12 12 2 12 21 12r rr qqkF ???说明: 1) 04 1 ???k 0?:真空介电常量) /( 10 85 .8 2 2 12 0mNC?????2)只适用于两个点电荷之间静电力的叠加原理: ?????? n1i n1i 0i2i i00 i0rr qq4 1FF ????? 1r ? 1q 3q 2q oq 3r ? 2r ? N 10 1 6 2 20 e ????r eF?N 10 47 - 2 peg???r mmGF 在氢原子内,电子和质子的间距为, 比较它们之间电库仑作用和万有引力 m 10 11 ?? kg 10 31 e ???mkg 10 67 .1 27 p ???m 22 11kg mN10 67 .6 ??????G C10 19 ???e 39 g e 10 27 .2??F F?库仑定律与万有引力的比较
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