第七章电荷和静电场
1 第七章 电荷和静电场
第七章电荷和静电场S 7-1 电荷和库仑定律S7-2 电场和电场强度S.7-3高斯定理$ 7-4电势及其与电场强度的关系$.7-5静电场中的金属导体87-6 电容和电容器$7-7静电场中的电介质$ 7-8静电场的能量装
2 第七章 电荷和静电场 §7-3 高斯定理 §7-1 电荷和库仑定律 §7-2 电场和电场强度 §7-4 电势及其与电场强度的关系 §7-5 静电场中的金属导体 §7-6 电容和电容器 §7-7 静电场中的电介质 §7-8 静电场的能量
S7-1电荷和库仑定律一、电荷(charge)原子是电中性的，原子核中的中子不带电、质子带正电、核外电子带负电，并且所带电量的绝对值相等。自然界中只有正电荷（丝绸摩擦过的玻璃棒）、负电荷（毛皮摩擦过的橡胶棒）两种。原子失去或获得申子的过程称为申离。电荷守恒定律。物体所带过剩电荷的总量称电荷量，电荷或电量。2002年元电荷的推荐值为e=1.60217653(14)X10-19C(库仑)实验证明微小粒子带电量的变化是不连续的，它只能是元电荷e 的整数倍，即粒子的电荷是量子化的: Q=ne, n=1,2,3,电荷量子化是个实验规律
3 §7-1 电荷和库仑定律 原子是电中性的，原子核中的中子不带电、质子 带正电、核外电子带负电，并且所带电量的绝对值 相等。自然界中只有正电荷 （丝绸摩擦过的玻璃 棒）、负电荷（毛皮摩擦过的橡胶棒）两种。 一、电荷 (charge) 原子失去或获得电子的过程称为电离。 电荷守恒定律。 物体所带过剩电荷的总量称电荷量，电荷或电 量 。 2 0 0 2 年 元电荷 的 推 荐 值 为 e=1.60217653(14)×10-19C (库仑) 电荷量子化是个实验规律。 实验证明微小粒子带电量的变化是不连续的，它 只能是元电荷 e 的整数倍，即粒子的电荷是量子化 的： Q = n e， n = 1, 2 , 3
自然界中的微观粒子有几百种.其中带电粒子所具有的电荷数均为十e 或一e 的整数倍。 因此电荷量子化是普遍的量子化规律。现代实验结果证明电荷量子化具有相当高的的精度在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等)是由夸克(quark)构成，夸克所带电量为e的1/3或2/3但是到目前为止还没有发现以自由状态存在的夸克电量的最小单元不排除会有新的结论，但是电量量子化的基本规律是不会变的。在相对论中物质的质量会随其运动速率而变化但是实验证明一切带电体的电量不因其运动而改变，电荷是相对论性不变量
4 自然界中的微观粒子有几百种,其中带电粒子所 具有的电荷数均为＋e 或－e 的整数倍。因此电荷 量子化是普遍的量子化规律。现代实验结果证明电 荷量子化具有相当高的的精度。 在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等） 是由夸克(quark)构成，夸克所带电量为e的1/3或2/3。 但是到目前为止还没有发现以自由状态存在的夸克。 电量的最小单元不排除会有新的结论，但是电量量 子化的基本规律是不会变的。 在相对论中物质的质量会随其运动速率而变化， 但是实验证明一切带电体的电量不因其运动而改 变，电荷是相对论性不变量
二、库仑定律(Coulomb law)1.点电荷当带电体自身几何线度比起带电体之间距离小得多时，在测量精度内，带电体的大小和形状对它们之间的相互作用没有影响，决定这种相互作用的只是带电体之间距离和电量。当带电体自身的大小与带电体之间的距离相比很小时，可看作点电荷。点电荷是对实际情况的抽象，是一种理想化的模型一个带电体能否看成为一个点电荷，必须根据具体情况来决定。有时不能把一个带电体看成为点电荷，但可看作许多点电荷的集合体，从而能够由点电荷所遵从的规律出发，得出结论
5 二、库仑定律(Coulomb law) 1.点电荷 当带电体自身几何线度比起带电体之间距离小得 多时，在测量精度内，带电体的大小和形状对它们 之间的相互作用没有影响，决定这种相互作用的只 是带电体之间距离和电量。当带电体自身的大小与 带电体之间的距离相比很小时，可看作点电荷。点 电荷是对实际情况的抽象，是一种理想化的模型。 一个带电体能否看成为一个点电荷，必须根据具 体情况来决定。有时不能把一个带电体看成为点电 荷，但可看作许多点电荷的集合体，从而能够由点 电荷所遵从的规律出发，得出结论