库仑定律课件.pptVIP

北京大学物理学院王稼军编写北京大学物理学院王稼军编写*他使空腔金屬容器帶電，發現其內表面沒有電荷，而且金屬容器對放在其內的電荷明顯地沒有作用力*類比方法在一個新的理論提出之前的研究中是非常重要的，但要慎重。*被作用者運動，場動量變了被作用者靜止，場無變化?作用者、被作用者之間存在一個第三者，稱為場，三者構成一個封閉系統，總動量守恆。這是場存在的例證。庫侖定律以庫侖定律為例說明：一個物理定律建立本身就是物理學取得很大進展的標誌物理定律具有豐富、深刻的內涵和外延對於基本定律，我們究竟從那些方面考察？物理定律建立的一般過程觀察現象；提出問題；猜測答案；設計實驗測量；歸納尋找關係、發現規律；形成定理、定律（常常需要引進新的物理量或模型，找出新的內容，正確表述）；考察成立條件、適用範圍、精度、理論地位及現代含義等。一.庫侖定律的建立Franklin首先發現金屬小杯內的軟木小球完全不受杯上電荷的影響;在Franklin的建議下，Priestel做了實驗——提出問題猜測答案現象與萬有引力有相同規律由牛頓力學可知：球殼對放置在殼外的物體有引力，而放置在球殼內任何位置的物體受力為零。類比：電力與距離平方成反比（1766年做的實驗，未被重視）設計實驗1769年Robison首先用直接測量方法確定電力定律，得到兩個同號電荷的斥力兩個異號電荷的引力比平方反比的方次要小些。（研究結果直到1801年發表才為世人所知）Cavendish實驗1772年Cavendish遵循Priestel的思想設計了實驗“驗證電力平方反比律”，如果實驗測定帶電的空腔導體的內表面確實沒有電荷，就可以確定電力定律是遵從平方反比律的即他測出不大於0.02（未發表，100年以後Maxwell整理他的大量手稿，才將此結果公諸於世。1785年Coulomb測出結果精度與十三年前Cavendish的實驗精度相當庫侖是扭稱專家;電斥力——扭稱實驗，數據只有幾個，且不准確（由於漏電）——不是大量精確的實驗；電引力——單擺實驗得電引力單擺週期正比於距離與萬有引力單擺週期類比，得庫侖定律的表述p5在真空中，兩個靜止的點電荷q1和q2之間的相互作用力大小和q1與q2的乘積成正比，和它們之間的距離r平方成反比；作用力的方向沿著他們的聯線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。k是引進單位制後引入的常數。討論上述公式並非都是大量實驗的結果，是在事實基礎上理性思維的結果。如力的方向：分析點電荷受力：只能沿聯線，否則空間旋轉180°就不對稱了注意成立條件、適用範圍、精度條件：靜止、真空、點電荷靜止：點電荷相對靜止，且相對於觀察者也靜止該條件可以拓寬到靜源——動電荷，不能延拓到動源——靜電荷？因為作為運動源，有一個推遲效。問題：上述結論是否與牛頓第三定律矛盾？結果合理嗎？被作用者靜止，滿足牛三被作用者運動，由於推遲勢，不滿足牛三看上去與牛三矛盾實際上正說明電荷間有第三者——場，前者電荷靜止，場的動量不變——作用力對等後者場的動量發生變化，作用力不對等將場包含進去，依然滿足牛頓第三定律真空條件作用：為了除去其他電荷的影響，使兩個點電荷只受對方作用。如果真空條件破壞會如何？——不僅只有兩個電荷；總作用力比真空時複雜些，但由於力的獨立作用原理，兩個點電荷之間的力仍遵循庫侖定律因此可以推廣到介質、導體點電荷理想模型（已學過的）質點剛體理想流體平衡態（熱學）點電荷：忽略了帶電體形狀、大小以及電荷分佈情況的電荷。北京大学物理学院王稼军编写北京大学物理学院王稼军编写*他使空腔金屬容器帶電，發現其內表面沒有電荷，而且金屬容器對放在其內的電荷明顯地沒有作用力*類比方法在一個新的理論提出之前的研究中是非常重要的，但要慎重。*被作用者運動，場動量變了被作用者靜止，場無變化?作用者、被作用者之間存在一個第三者，稱為場，三者構成一個封閉系統，總動量守恆。這是場存在的例證。