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第六章静电场 电荷、电荷守恒定律 1.电荷·电荷与质量一样,都是基本粒子的固有属性 基本粒子的电荷有正、负两种 一切基本粒子只可能具有电子所具有电荷的整数倍; 电荷守恒是物理学普遍原理; 电荷之间的相互作用,是通过电场作媒介传递的。 2.电荷守恒定律 在一个与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。 电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程(例如核反应和基本 粒子过程),是物理学中普遍的基本定律之 2021/1/27
2021/1/27 2 第六章 静 电 场 一、电荷 、电荷守恒定律 1. 电荷 • 电荷与质量一样，都是基本粒子的固有属性； • 基本粒子的电荷有正、负两种； • 一切基本粒子只可能具有电子所具有电荷的整数倍； • 电荷守恒是物理学普遍原理； • 电荷之间的相互作用，是通过电场作媒介传递的。 2. 电荷守恒定律 在一个与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。 电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程( 例如核反应和基本 粒子过程 )，是物理学中普遍的基本定律之一
3.电荷量子化 库仑是电量的国际单位。 1906~1917年,密立根(RA. millikan)用液滴法测定了电子 电荷,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。 迄今所知,电子是自然界中存在的最小负电荷,质子是最小 的正电荷。 1986年的 CODATA值为:e=1.60217733×1019C 4.电荷的相对论不变性: 在不同的参照系内观察,同一个带电粒子的电量不变。电荷 的这一性质叫做电荷的相对论不变性。 5.有电荷就有质量: 零静止质量的粒子只能是电中性。 202l/1/2
2021/1/27 3 3. 电荷量子化 1906～1917年，密立根（R.A.millikan )用液滴法测定了电子 电荷，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。 迄今所知，电子是自然界中存在的最小负电荷，质子是最小 的正电荷。 1986年的CODATA值为：e =1.60217733×10-19 C 库仑是电量的国际单位。 4. 电荷的相对论不变性： 在不同的参照系内观察，同一个带电粒子的电量不变。电荷 的这一性质叫做电荷的相对论不变性。 5. 有电荷就有质量： 零静止质量的粒子只能是电中性
二、库仑定律 1.点电荷 忽略带电体自身形状大小及其电荷的分布,将其全部电荷集 中在一个几何点上。 2.库仑实验 3.库仑定律:在真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们 的电量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。 F,=-F 919 12 12 21 k 2 2 12 k 是国际单位制 4兀E0中的比例系数 E0=885×10C2/(Nm2) 2021/1/27 真空介电常数
2021/1/27 4 3 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 r r q q F F k = − = 二、库仑定律 2. 库仑实验 3. 库仑定律：在真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们 的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比 。 12 r 1 r 2 r O F21 F12 1 q 2 q 1. 点电荷 忽略带电体自身形状大小及其电荷的分布，将其全部电荷集 中在一个几何点上。 4 0 1 k = 8.85 10 C /(N m ) 1 2 2 2 0 = − 是国际单位制 中的比例系数 真空介电常数
实验表明,库仑力满足线性叠加原理, 即不因第三者的存在而改变两者之间 的相互作用。 静电力的叠加原理: q =∑=∑ log r 02 3 04 4兀r 与 3.介质中的库仑力: 4 1q142 2 r8 12 8=8 电介质中的介电常数 E.>>1 电介质中的相对介电常数 2021/2介质极化后在点电荷周围出现束缚电荷 5
2021/1/27 5 实验表明，库仑力满足线性叠加原理， 即不因第三者的存在而改变两者之间 的相互作用。 静电力的叠加原理： = = = = n i n i i i i i r r q q F F 1 1 3 0 0 0 0 0 0 4 1 q1 4 q 3 q 2 q o r O1 q O2 r O4 r O3 r 3. 介质中的库仑力： 3 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 4 1 r r q q F F = − = 0 = r 电介质中的介电常数 r 1 电介质中的相对介电常数 介质极化后在点电荷周围出现束缚电荷