131电荷132真空中的库仑定律133电场.ppt

13.2 真空中的库仑定律 Coulomb law in vacuum 13.3 电场 electric field 第十九章 量子物理 19 - 7 不确定关系 * 第 四 篇 电 磁 学 第四篇 电磁学 13.1 电荷 13.2 真空中的库仑定律 13.3 电场 13.4 真空中的高斯定理 13.5 电势和电势差 静电场的环路定理 13.6 电势梯度和等势面 第13章 真空中的静电场 一 掌握描述静电场的两个物理量——电场强度和电势的概念，理解电场强度 是矢量点函数，而电势V 则是标量点函数. 二 理解高斯定理及静电场的环路定理是静电场的两个重要定理，它们表明静电场是有源场和保守场. 三 掌握用点电荷电场强度和叠加原理以及高斯定理求解带电系统电场强度的方法；并能用电场强度与电势梯度的关系求解较简单带电系统的电场强度. 四 掌握用点电荷和叠加原理以及电势的定义式求解带电系统电势的方法. 五 了解电偶极子概念，能计算电偶极子在均匀电场中的受力和运动. 教学基本要求 电磁学的发展 法拉第的电磁感应定律： 电磁一体 麦克斯韦电磁场统一理论（19世纪中叶） 赫兹在实验中证实电磁波的存在，光是电磁波. 技术上的重要意义：发电机、电动机、无线电技术等. 库仑定律： 电荷与电荷间的相互作用 （磁极与磁极间的相互作用） 奥斯特的发现： 电流的磁效应，安培发现电流与电流 间的相互作用规律. 13.1 电荷 electric charge 一 电荷的正负性 二 电荷的量子性 盖尔—曼提出夸克模型 : 三 电荷的守恒性 在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不变，这称为电荷守恒定律。 四 电荷的相对论不变性 电荷的电量与它的运动状态无关。 点电荷模型 库仑定律 静电力的叠加原理 SI制 二 库仑定律 一 点电荷模型 （ 为真空电容率） 令 库仑定律 库仑力遵守牛顿第三定律 解 例1 在氢原子内,电子和质子的间距为 . 求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小. （微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.） 三 静电力的叠加原理 例2 在边长为 的正方形的四角，依次放置点电荷 、 、 和 ，它的正中放着一个单位正电荷 求这个电荷受力的大小和方向。 , 解 如图所示， 两个2 和 的作用力相抵消， 所受到的只是 对它的合力，其大小为 方向如图示，指向 。 电场 电场强度 点电荷的电场强度 电场强度的叠加原理 电偶极子的电场强度 一 电场 实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力， 但其相互作用是怎样实现的？ 电 荷 电 场 电 荷 场是一种特殊形态的物质 实物 物 质 场 二 电场强度(electric field intensity) 单位 电场中某点处的电场强度 等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力方向. 电荷 在电场中受力 　（试验电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响） ：场源电荷 ：试验电荷 三 点电荷的电场强度(electric field intensity of a point charge) 解 例 把一个点电荷（ ）放在电场中某点处，该电荷受到的电场力为 ，求该电荷所在处的电场强度. 大小 方向 电场强度的叠加原理(superposition principle of electric field intensity) 点电荷 对 的作用力 故 处总电场强度 电场强度的叠加原理 由力的叠加原理得 所受合力 0 q 电荷连续分布情况 电荷体密度 点 处电场强度 电荷面密度 电荷线密度 由对称性有 解 例1 正电荷 均匀分布在半径为 的圆环上.计算在环的轴线上任一点 的电场强度. 第十九章 量子物理 19 - 7 不确定关系