c2-9-1-电荷和库仑定律,电场强度

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1、大学物理主讲：马小娟联系：26623364@qq.com本学期安排说明总成绩平时成绩（作业、课堂练习、小论文）期中成绩（电磁学内容）第九周左右期末成绩（光学和量子力学）30%（15%+10%+5%）30%40%购买作业时间：本周周五13：00～16：00地点：X6220室价格：5元/份答疑时间：第2周～第17周周二13：00～15：00地点：X6220室第四篇电磁学种类作用对象媒介粒子力程/m相对强度(10－13cm处)主要理论强相互作用夸克胶子<10－151量子色动力学电磁相互作用带电粒子光子10－2量子电动力学弱相互作用大多数粒子中间玻色子<10－1710－13量子味动力学

2、引力相互作用全部粒子引力子10－38广义相对论量子引力理论闪电：每次轰击从云底到地面传送约1020个电子女士触摸范德格拉夫起电机极光：美国国家航空航天局“瑟宓斯卫星任务”(2007/12)传回的灿烂眩目的北极光照片。彗星：大量尘埃形成了弯曲的尾巴。电磁学发展史公元前七世纪，管仲发现磁石。上有丹沙者下有黄金,上有慈石者下有铜金,上有陵石者下有铅锡赤铜,上有赭者下有铁,此山之见荣者也。电磁学发展史公元前6、7世纪发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。电磁学发展史英国伊丽莎白女王的御医、英国皇家科学院物理学家。主要在电学和磁学方面有很大贡献。1600年威廉·吉尔伯特出版了《论磁

3、、磁体和地球作为一个巨大的磁体》，这是物理学史上第一部系统阐述磁学的科学专著。电磁学发展史1746年，荷兰莱登大学的物理学家马森布洛克发明了一种具有蓄电功能的“condenser”电容器。电磁学发展史1747年，富兰克林提出电荷守恒定律，并规定了电荷的正,负。富兰克林（1706～1790）美国科学家、物理学家、发明家、政治家、社会活动家。电磁学发展史1750年米切尔提出磁极之间的作用力服从平方反比定律，1785年库仑公布了用扭秤实验得到电力的平方反比定律，使电学和磁学进入了定量研究的阶段。电磁学发展史1800年伏打发明电堆，使稳恒电流的产生有了可能，电学由静电走向动电。电磁学发展

4、史1820年奥斯特发现电流的磁效应。于是，电学与磁学彼此隔绝的情况有了突破，开始了电磁学的新阶段。电磁电磁学发展史法国科学家安培重复了奥斯特的实验，提出了右手定则，并用电流绕地球内部流动解释地磁的起因。接着他研究了载流导线之间的相互作用，建立了电流元之间的相互作用规律——安培定律。分子电流电磁学发展史毕奥-萨伐尔定律给出电流元周围激发的磁场规律。毕奥萨伐尔电磁学发展史1831年法拉第发现电磁感应现象，进一步证实了电现象与磁现象的统一性。他坚信电磁的近距作用，认为物质之间的电力和磁力都需要由媒介传递，媒介就是电场和磁场。磁电电磁学发展史1865年，麦克斯韦把法拉第的电磁近距作用

5、思想和安培开创的电动力学规律结合在一起，用一套方程组概括电磁规律，建立了电磁场理论，预测了光的电磁性质。电磁学发展史1888年，赫兹通过实验证明电磁波的存在。本篇特点2.场不具有不可入性，所以叠加原理地位重要。3.更多地运用高等数学手段，如用求空间矢量的通量和环流的方法来描述场的规律。1.研究对象不再是分离的实物，而是在空间连续分布的场，用空间函数（如等）描述其性质。4.电相互作用是电磁学的基础，也是重点和难点。第四篇电磁学本章要点:第九章静电场1.两条基本实验定律：库仑定律，静场力叠加原理;3.两条基本定理：静电场高斯定理，环路定理。4.静电场与物质（导体和电介质）的相互作用;

6、2.两个基本物理量：电场强度，电势;今日内容：一.电荷和库伦定律二.电场和电场强度第九章电相互作用和静电场第一节库伦定律一.电荷自然界中有两种电荷：正电荷、负电荷密立根（R.A.millikan）用液滴法测定了电子电荷，电子是自然界中存在的最小负电荷，1986年的推荐值为：e=1.60217733×10-19C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,…）第一节库伦定律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

7、具有相当高的精度。在近代物理中发现强子(如质子、中子、介子等)是由夸克(quark)构成的，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。法国工程师、物理学家。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变分布情况的方法沿用到现在。1777年开始研究静电