真空中静电场得场强.ppt

1909年密立根通过直接测量油滴的电荷，直接证实了电荷的量子性。 带电油滴滴入匀强电场 §1. 库仑定律 以库仑定律为例说明： 一个物理定律建立本身就是物理学取得很大进展的标志 物理定律具有丰富、深刻的内涵和外延 对于基本定律，我们究竟从那些方面考察？ 物理定律建立的一般过程 观察现象； 提出问题； 猜测答案； 设计实验测量； 归纳寻找关系、发现规律； 形成定理、定律（常常需要引进新的物理量或模型，找出新的内容，正确表述）； 考察成立条件、适用范围、精度、理论地位及现代含义等 。 一.库仑定律的建立 Franklin 首先发现金属小杯内的软木小球完全不受杯上电荷的影响; 在Franklin的建议下，Priestel做了实验 ——提出问题 猜测答案 现象与万有引力有相同规律 由牛顿力学可知：球壳对放置在壳外的物体有引力，而放置在球壳内任何位置的物体受力为零。 类比：电力与距离平方成反比（1766年做的实验，未被重视） 设计实验 1769年Robison首先用直接测量方法确定电力定律，得到两个同号电荷的斥力 Cavendish实验 1772年Cavendish遵循Priestel的思想设计了实验验证电力平方反比律，如果实验测定带电的空腔导体的内表面确实没有电荷，就可以确定电力定律是遵从平方反比律的即 1785年Coulomb测出结果 精度与十三年前Cavendish的实验精度相当 库仑是扭称专家; 电斥力——扭称实验，数据只有几个，且不准确（由于漏电）——不是大量精确的实验； 电引力——单摆实验得 电引力单摆周期正比于距离 与万有引力单摆周期类比，得 适用范围和精度 原子核尺度——地球物理尺度 天体物理、空间物理 大概无问题 理论地位和现代含义 库仑定律是静电学的基础，说明了 带电体的相互作用问题 原子结构，分子结构，固体、液体的结构 化学作用的微观本质 都与电磁力有关，其中主要部分是库仑力 静电场的性质 电量单位 －MKSA制 1库仑：当导线中通过1安培稳恒电流时，一秒钟内通过导线某一给定截面的电量为 1C=1A·s 若F=1N, q1=q2=1C, r=1m 则 k=8.9880×109N·m2/C2 ≈9.00×109N·m2/C2 CGSE制单位制 电量作为基本单位由C-定律定义 令：k=1, q1=q2, r=1cm ,F=1dyn, 则电量q的单位为 1CGSE电量， 1C=3×109CGSE电量 * * 第一章 （Intensity of Electrostatic Field in Vacuum） 真空中静电场的场强 静电场 ? 相对观测者静止的电荷产生的电场 第一章 真空中的静电场 §1－1 电荷 库仑定律 §1－2 电场 电场强度 §1－3 高斯定理 §1－4 静电场的环路定理 电位 §1－5 等势面 电场强度与电位梯度的关系 *§1－6 带电粒子在静电场中的运动 教学要求： 1. 掌握场强和电位概念及叠加原理，掌握场强和电位的积分关系，了解其微分关系，能计算简单问题的场强和电位； 2. 理解静电场高斯定理和环路定理，掌握用高斯定理计算场强的条件 和方法。 §1－1 电荷 库仑定律 一、对电荷的基本认识 两种电荷：实验1----用毛皮或丝绸摩擦过的橡胶棒 或玻璃棒可吸引轻小物体（羽毛，头发）。 实验2---相互吸引，相互排斥 2. 导体：可传导电荷的物体（金属，电解液） 绝缘体（电解质）：不能传导电荷的物体（橡胶，干燥的玻璃棒） 半导体：传导电荷的能力介于导体和绝缘体之间的物体，而且电性质非常特殊的材料，对温度、光照、压力等外界条件极为敏感。 7. 电荷量子化：密立跟实验（1906－1917年） Q=Ne, e=1.60?10-19C 在一个和外界没有电荷交换的系统内，正负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变。 6. 电荷守恒定律-物理学中普遍的基本定律 5.起电方式：摩擦起电和静电感应 使油滴带不同电量，重复测量得油滴所带电量总是一个最小电量e的整数倍 直接证实了电荷的量子性 1986年e的推荐值为 8. 基本粒子： 夸克带分数电荷， 夸克摸型，理论成立，但至今在实验中未找到自由的夸克。 原子核 质子 中子 上夸克（两个） 下夸克（一个） 上夸克（一个） 下夸克（两个） 相互作用有四种：强相互作用，电磁作用，弱相互作用，万有引力。 夸克和反夸克，以色和味来标记，它们是组成质子、中子和所有强子的基本单元，已发现30种。 轻子族：只参加弱相互作用，它们是电子，电子型中微子等以及这些粒子的反粒子，共12种。 媒介自：它们是传递相