01静电场课程.ppt

电磁现象的早期认识 1.中国 西周(公元前1100-公元前771)青铜铭文就记载有“电”字和“雷”字。 先秦:“阴阳相薄，感而为雷，激而为霆。霆，电也。” 古人将磁石称为慈石来形容磁石“以为母也，故能引其子”的功能。 2.英国人吉尔伯特（1544-1623）——论磁 曾为英国伊丽莎白一世的御医，1600年发表《论磁石》，总结了前人的经验，记载了大量实验。 3.1663年，盖里克发明摩擦起电机。 4.1720年，格雷研究了电的传导现象。 5.1733年，杜非分别了两种电：松脂电和玻璃电。 6.1745年，荷兰人马森布洛克发现了莱顿瓶，为贮存电荷找到了一个方法。 富兰克林对雷电现象的研究 1.富兰克林(1706-1790): 美国人 在全家17个孩子中排行15，其父是小手工业者，家境贫困。他在10岁时缀学，12岁当印刷所学徒，阅读了许多书籍，后来成为科学家和政治家。自己写的墓志铭:“印刷工富兰克林”。 从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权。——杜尔格（法） 2.费城实验 富兰克林40岁时，观看了电学实验，从而对电有了兴趣。其中有一个想法，天上的电和地电是统一的吗? 1752年7月，一个电闪雷鸣的上午，他将一个风筝放到空中，风筝下有一根铁丝，铁丝下栓一根麻绳，麻绳的下一端拴丝线，绳线接触处栓了一把钥匙。 铜钥匙可以给莱顿瓶充电，与摩擦电性质完全相同。 小插曲： 为了验证“地电”与“天电”的相同处，富兰克林想到雷可以击死动物，于是他就实验用“地电”去击杀火鸡，结果被电打昏了。苏醒后，却不介意地说：“我本想用电杀死一只火鸡，结果差点电死了一个傻瓜。” 然而，风险是的确存在的。1753年，俄国的里赫曼在做大气电实验时不幸中电身亡，为科学献身。 3.发明避雷针: 富兰克林并不满足，将他的发现转化为了新的发明。避雷针诞生了。 4.科学兴趣广泛 命名了正电，负电，发现了电荷守恒定律，研究了火炉的改良，植物的移植，传染病的防治。 写出了《电学的实验和研究》的著作。 5.富兰克林是独立宣言和美国宪法的起草人之一，为祖国的独立和解放作出了贡献的政治活动家。 1733 年，杜菲(1698—1739)经过实验区分出两种电荷，他分别称之为松脂电（即负电）和玻璃电（即正电），并由此总结出静电作用的基本特性：同性相斥，异性相吸。 莱顿瓶的发明使电现象得到更深入的研究，这是克莱斯特(1700—1748)和马森布洛克(1692—1761)在(1745—1746)年分别独立作出的。 富兰克林(1706—1790)进一步对放电现象进行研究。他发现了尖端放电，发明了避雷针，研究了雷电现象，从莱顿瓶的研究中，提出了电荷守恒原理。1747 年富兰克林用电流体假说阐述了这一思想。 接下来是康顿在1754 年用电流体假说解释了静电感应现象。 * 由继国 现象:麻绳上的纤维向四周自立，犹如“怒发冲冠” 富兰克林的工作，揭开了雷电的奥秘，统一了“天电”和“地电”，震惊了科学界。 至此，静电学三条基本原理：静电力基本特性、电荷守恒和静电感应原理都已经建立，对电的认识有了初步的成果。然而，如果不建立定量的规律，电的知识还不能形成一门严密的科学。 电 荷 1.电荷是一种物质属性 电荷有两类，正电荷、负电荷。 2.电荷性质 同性相斥、异性相吸。 起电方法 电荷从一个物体，转移到另一个物体。 1.摩擦起电 2.感应起电 电荷在一个物体上移动。 3.原子核反应 2、电荷守恒定律 电绝缘系统中，电荷的代数和保持常量。 + - 电子对湮灭 + - 电子对产生 3、电荷相对论不变性 + + + 电荷为Q 电荷为Q 一、 电 场 1.两种观点 (1) 超 距 作 用 (2) 法拉第新观点 电荷q1 电荷q2 电荷q1 电场 （2） （1） 电荷q2 相对于观察者静止的电荷所激发的电场 静电场 （3）电场对引入电场中的导体、电介质分别产生静电感应和极化现象。 2.静电场的性质 （1）电场对引入电场中的带电体有电场力的作用。 （2）电场力对移动的带电体作功，说明电场具有能量。 任何电荷都在自已周围的空间激发电场 第一节 电场强度 二、库仑定律 1785年库仑总结出两个点电荷之间的作用规律。 1.点电荷 带电体本身的几何线度比起它到其它带电体的距离小的多。 2.库仑定律 k的取值 国 际 单 位 制 有理化单位制 真空 介电常数 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电荷的作用力的矢量和。 3.电力迭加原理 (1) q0 的电量足够小，以致把 q0 放入电场后，在实验精度内，不会影响原有电场的分布。 三、电场强度（场强） 1