南师大电磁学PPT、hgq1.1静电.ppt

第一节 静电的基本现象和基本规律 一、电荷 、电荷的基本特性 1. 两种电荷 1747年富兰克林（Benjamin Fraklin)发现了电，并命名了正电和负电 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） 天上的电和地电是统一的吗? 费城实验 : 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 现象:麻绳上的纤维向四周自立，犹如“怒发冲冠” 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。” 　 　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 发明避雷针: 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 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。 2. 起电的两种方式 摩擦起电，静电感应 摩擦起电有一个重要的特点：相互摩擦的两个物体总是同时带电的，而且所带的电荷等量异号。 3. 物质的电结构 物质是由分子、原子组成的．而原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。原子核中有质子和中子。中于不带电，质子带正电。 正常情况下，物体中任何一部分所包含的电子的总数和质子的总数是相等的，所以对外界不显电性。但是，如果在—定的外因作用下。物体（或其中的一部分)得到或失去一定数量的电子，使得电子的总数和质子的总数不再相等，物体就呈现电性。 摩擦带电的解释： 通过摩擦，每个物体中都有一些电子脱离了原子的束缚，并跑到另一物体上去。但是．不同材料的物体彼此向对方转移的电子数往往不相等。 摩擦带电实际就是通过摩擦作用．使电子从一个物体转移到另一个物体的过程。 静电感应现象的解释： 当带正电的物体C移到金属导体的附近时，导体内的自由电子就受到正电荷的吸引力．向靠近带电体的一端移动，结果导体的这一端就因电子过多而带负电、 另一端则因电子过少而带正电。 感应带电实际上是在外界电力的作用下， 自由电子由导体的一部分转移列另—部分造成的。 4. 导体、绝缘体(insulator)或电介质（ dielectric)、半导体（semiconductor) 一切导体所以能够导电，是因为它们内部都存在着可以自由移动的电荷 在绝缘体中存在束缚电荷，自由电子很少，所以它们的导电性能很差 说明： 虽然库仑定律是通过宏现带电体的实验研究总结出来的规律，但物理学进一步的研究表明：原于结构，分子结构，固体、液体的结构，以至化学作用等问题的微观本质都和电磁力(其中主要部分是库仑力)有 关。而在这些问题中，万有引力的作用却是十分微小的 * * 电磁相互作用是物质世界中最普遍的相互作用之一。这种相互作用既存在于宏观物体之间，也存在于分子和原子内。由于电磁现象是自然界存在着的一种极为普遍的现象，电磁力又是比万有引力强1039倍的长程力，所以研究物质间电磁相互作用、电磁场产生、变化和运动的规律的电磁学已成为物理学的一门十分重要的分支学科。 在大学本科阶段电磁学课程是物理专业和其它电类专业的一门十分重要的基础理论课程。电磁学的知识和应用范围非常广泛，人们对物质结构的认识，对物质的弹性、导热性、导电性，以及摩擦生热、光的本质等等的研究，都是以电磁相互作用为基础。生产、生活、工程技术方面，由于电能容易获得又易于转换和使用，便于传输又有极高的效率，因此被广泛应用在动力、通讯、测量以及电工学、电化学、无线电学、自动控制学、遥感遥测学、电视学等理工科各个领域。它涉及较多的后续课程。如电工学、电动力学、电子技术和光学等。 认 真 学 好 电 磁 学 ！ 电磁场对物质的各种效应。 电磁学研究对象： 电磁现象的基本概念和基本规律 电荷、电流产生电场、磁场的规律 电场和磁场的相互联系 电磁场对电荷、电流的作用 主要参考书 《电磁学》第二版 贾起民 郑永令 陈暨耀编 高等教育出版社 2001年 《电磁学》 梁灿彬 秦光戒 梁竹健编 人民教育出版社 1981年 《电磁学及其应用》第5版，Kraus