大学物理第二册yyf 8-1.ppt

§8-1 电荷 库仑定律 2、电荷守恒定律 在一个与外界没有电荷交换的系统内，无论进行怎样的物理过程，系统内正、负电荷量的代数和总是保持不变。 ----- 电荷守恒定律 物理学中的基本定律之一． 例：　　　 物体所带的电荷量不可能连续地取任意量值，而只能取电子或质子电荷量的整数倍值．电荷量的这种只能取分立的、不连续量值的性质，称为电荷的量子化。 * * 电 磁 学 电磁学概述 1、定义： 电磁学是研究电磁现象基本规律的学科 即电荷、电流及其激发的电场、磁场的规律以及物质的电磁学性质。 为物理学的重要分支，渗透至天文、化学、生物、地质等各个学科，整个物质世界，从天体到微观粒子都与电磁现象有着密切的联系。 观察记录阶段： 公元前6世纪：希腊泰勒斯 布摩擦过的琥珀能吸引轻小物体 中国：战国《韩非子》 司南 《吕氏春秋》慈石招铁 十六世纪末：吉尔伯特：较详细的观察和记录了磁石的相互作用 中国的“电”字最早见于周朝的青铜器的铭文中，是对“雷电”这种自然现象的记录 2、历史背景： 公元前3-4世纪： 定量研究阶段： 1785 库仑：电荷相互作用规律 泊松、高斯等 静电场理论(超距) 1786 伽伐尼：发现电流 伏特、欧姆、法拉第等 电流定律 奥斯特：发现电流的磁效应 毕奥、萨法尔、安培、拉普拉斯等进一步定量研究 1831 法拉第：电磁感应现象，提出场、力线的概念 1865 麦克斯韦：建立完整的经典电磁学理论 1888 赫兹：电磁波，开创无线电电子学 1905 爱因斯坦：相对论 电磁规律满足洛伦兹变换 电场与磁场随参考系而变，是一个统一的整体 第三个发展阶段：20世纪以来 探索微观领域与高速领域的电磁理论 量子电动力学 量子场论 相对论电动力学 （注：大学物理偏重“场”的观点，“路”一般不讲） 1. 电荷 对电的最早认识：摩擦起电和雷电 两种电荷：正电荷和负电荷 （富兰克林） 电性力：同号相斥、异号相吸 电荷量：物体带电的多少 第八章 真空中的静电场 讨论在真空中相对观察者静止的电荷所产生的电场的性质 一个电子电荷量为： e=1.602189246×10－ 19 库仑 3、电荷的量子化 ( Quantization of Electric Charge ) 夸克 ——- 1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续。 在宏观电现象中，N很大，量子性观察不到，可不考虑其量子性，看成电荷是连续分布在带电体上。 4. 库仑定律 1773年发表有关材料强度的论文，所提出的计算物体上应力和应力分布情况的方法沿用到现在。 1777年开始研究静电和磁力问题，发明扭秤。 1779年对摩擦力进行分析，提出有关润滑剂的科学理论。1785-1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。 扭秤 库仑 (1736 ~ 1806) 法国工程师、 物理学家。 点电荷 可以简化为点电荷的条件: Q 1 r d d r 观察点 P 库仑定律：在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与这两个点电荷的电荷量q1和q2的乘积成正比，而与这两个点电荷之间的距离r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。 库仑定律 忽略形状、大小的带电的点 （理想模型） （在惯性系中观察） 中学：真空中，两个静止的点电荷间相互作用力 静电力恒量 写成矢量式： 是单位矢量 目的：使后面的大量电磁学公式不出现 因子， 适用范围 :目前认为在 范围均成立。 引入真空电容率： 数量级：四种基本相互作用相对强度 强力 电磁力 弱力 引力 两点电荷间相互作用力不因其它电荷的存在而改变。 点电荷系对某点电荷的作用等于系内各点电荷单独存在时对该电荷作用的矢量和。 5.电场力叠加原理 * *