大学物理 二、库仑定律 中学:真空中,两个静止的点电荷间相互作用力 f=k 2 静电力恒量=9×100Nm2.C2 写成矢量式: F12 12 F F q1q2/2 12 k 2 q1(+) q2(±) F=k41=k942-(+) 72(干) q2 是单位矢量 第6页共35页
大学物理 第6页 共35页 二、库仑定律 中学：真空中，两个静止的点电荷间相互作用力 2 1 2 r q q F = k 静电力恒量 9 2 2 9 10 N m C − k = 写成矢量式： q1 • • 2 q 12 r F21 F12 () () () • 1 q 2 q 12 r F21 F12 • ( ) () 12 2 1 2 21 12 r r r q q F F k = − = 2 0 1 2 3 1 2 r r q q k r q q r F k = = 0 r 是单位矢量
大学物理 “有理化”—为使以后的大量电磁学公式不出现4元 因子,引入真空电容率,即 =8.85×1012C2Nm 4兀k g192r 19 4兀Er 4汇Er 适用范围:目前认为在1017m~107m范围均成立。 P8表112-1验证库仑定律平方反比关系的实验结果 四种基本相互作用相对强度: 强力电磁力 弱力 引力 ⅠO ⅠO 38 第7页共35页
大学物理 第7页 共35页 1 2 2 1 2 0 8 85 10 C N m 4π 1 − − − = = k 2 0 0 1 2 3 1 2 4 π 0 4π 1 r r q q r q q r F = = “有理化”——为使以后的大量电磁学公式不出现4 因子，引入真空电容率，即 适用范围 : 目前认为在10-17m ~ 107m范围均成立。 P.8 表11.2-1验证库仑定律平方反比关系的实验结果 四种基本相互作用相对强度： 2 13 38 1 10 10 10 − − − 强力 电磁力 弱力 引力
大学物理 例.在卢瑟福a粒子散射实验中,a粒子可达到离金原 子核2×1014m处,它们相互斥力的大小为 2e×79e ≈91N 4兀Eny 、电场力叠加原理 两点电荷间相互作用力不因其他电荷的存在而改变 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。即 尸=F+F+…+F一 go 90i 2 4 8 第8页共35页
大学物理 第8页 共35页 例.在卢瑟福粒子散射实验中，粒子可达到离金原 子核210-14 m处，它们相互斥力的大小为 91N 4π 2 79 2 0 = r e e F 三、电场力叠加原理 两点电荷间相互作用力不因其他电荷的存在而改变。 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。即 q1 • q2 qn qi • i r • • • Fi F F F Fn q0 = 1 + 2 + + i i i i r r q q = 3 0 0 4 π
大学物理 第三节静电场及其描述 、静电场 1.“场”概念的引入 17世纪英国牛顿:力可以通过一无所有的空间以无穷大速 率传递,归纳力的数学形式而不必探求 力传递机制。 法国笛卡尔:力靠充满空间的“以太”的涡旋运动和弹性 形变传递。 电荷 电荷 18世纪:力的超距作用思想风行欧洲大陆。 英国法拉第:探索电磁力传递机制,由电极化现象和 磁化现象提出“场”的概念。 第9页共35页
大学物理 第9页 共35页 英国法拉第：探索电磁力传递机制, 由电极化现象和 磁化现象提出“场”的概念。 一、静电场 1.“场”概念的引入 17世纪英国牛顿：力可以通过一无所有的空间以无穷大速 率传递，归纳力的数学形式而不必探求 力传递机制。 第三节 静电场及其描述 18世纪：力的超距作用思想风行欧洲大陆。 法国笛卡尔：力靠充满空间的“以太”的涡旋运动和弹性 形变传递。 电荷 电荷
大学物理 19世纪:英国麦克斯韦建立电磁场方程,定量描述场 的性质和场运动规律。 电荷电场 电荷 20世纪:爱因斯坦,相对论加强了 场概念的重要性,质能关系揭示出 实物与场不能截然划分。场本身参 与能量和动量交换。光子理论认为 B电磁场由光子组成,带电粒子通过 交换光子相互作用 第10页共35页
大学物理 第10页 共35页 电荷 电场 电荷 19 世纪：英国麦克斯韦建立电磁场方程，定量描述场 的性质和场运动规律。 20世纪：爱因斯坦，相对论加强了 场概念的重要性，质能关系揭示出 实物与场不能截然划分。场本身参 与能量和动量交换。光子理论认为 电磁场由光子组成，带电粒子通过 交换光子相互作用。 A B