a静止电荷的电场_7

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1、电磁现象的研究历史1．对电与磁的认识(1)我国对电磁现象的文字最早记载一、古人对电磁现象的认识公元前十六至十五世纪，殷商甲骨文——“雷”字西周铜器上有铭文——“電”字(2)古希腊七贤之一——泰勒斯在公元前600年左右发现琥珀经磨擦吸引小幹草叶Electron琥珀金electricity琥珀电Magnet古罗马自然哲学家和诗人卢克莱修根据磁铁矿产地小亚细亚(magnesia)的地名而得1卢克莱修：磁石吸铁是磁石有一种看不见的微粒从磁石出发进入磁铁而发生相互作用。2.对电与磁现象的解释我国古人：“阴阳相薄为雷”，“激扬为电”，磁石吸铁是“阴阳互感”。阴阳：是我国哲学

2、中的核心学说2宋朝沈括（1035－1095）《梦溪笔谈》记录了指南针的制造与使用，以及磁偏角。1.电磁现象研究的第一个里程碑——电荷的获取与贮存（电磁现象研究的必要条件）二、人类对电磁现象的研究电荷的贮存——莱顿瓶电荷的获取——起电机3莱顿瓶发明之后，大大促进了当时的电学实验。电学的示范表演成了一种娱乐形式。人们用莱顿瓶的火花放电杀死老鼠、点燃火药和酒精。1746年，英国学者斯宾士到北美的波士顿讲学，并进行电学表演。摩擦起电引起纸屑满天飞舞，莱顿瓶放电当场击死老母鸡等新奇的表演引起了满堂喝采。这次表演让一个40岁的人对电的现象产生了浓厚的兴趣，决心投入电学的研究

3、，他就是当时到波士顿探望亲戚，偶然遇到这场表演的富兰克林。这些电学示范中规模最大的应属1748年，法国人诺莱特在巴黎圣母院外面表演给在法国国王路易十五的皇室成员看的700人表演。他让700位修道士手拉手排成一行，诺莱特让排头用手握住莱顿瓶，让排尾用手握住莱顿瓶的引线，然后他用起电机让莱顿瓶起电。当摇动起电机的一瞬间，这700个修道士因受电击几乎同时跳起来，在场的人无不目瞪口呆！4放弃专利——造福人类5富兰克林有两块墓碑，都在费城。第一块墓碑立于富兰克林逝世时，碑文是：印刷工本杰明·富兰克林第二块墓碑是群众为他后立的，碑文是：从苍天处取得闪电从暴君处取得民权富兰

4、克林十三美德参见附录62.第二个里程碑——持续电流的获得（电池的发明）1786年意大利医生伽伐尼铜铁双尖叉叉青蛙（当地美餐）蛙腿收缩告知朋友伏打7安培法拉第麦克斯韦8电磁学ELECTROMAGNETISM——电磁场及其与物质的相互作用电磁学静电场静止电荷的电场电势静电场中的导体静电场中的电介质恒定磁场磁力磁场的源电磁感应与Maxwell方程组9第一章　静止电荷的电场ElectricFieldofStaticCharges内容：库仑定律与叠加原理电场强度电场线与电通量高斯定律及其应用10§1.1电荷ElectricCharge——物质的一种属性1.电荷

5、的性质实验:e=1.6021019C理论:e/3,2e/3（夸克quark）⑴只有两种类型——正与负⑵量子性——q是基本单元的整数倍基本单元11e.g.质子p=2(2e/3)+1(-e/3)中子n=1(2e/3)+2(-e/3)上夸克下夸克⑶守恒性——在任何相互作用过程中，q保持不变聚变反应：正负电子湮灭：e.g.(PositronAnnihilationTechnique)12⑷相对论不变性——在不同参考系中观察,同一粒子的q不变2.点电荷pointcharge——点状电荷（理想模型）适用情形:带电体尺寸<<问题中的线度13§1.2库仑定律C

6、oulombsLawC.A.Coulomb(1736-1806)——沿　方向的单位矢量In1785，扭秤实验结果或14令k=1/40得0=8.8510−12C2/Nm——真空介电常量或真空电容率(permittivityofvacuum)151785年，（Coulomb）1873年，（Maxwell）1936年，（Laudon）1971年，（Williams）②实验的空间尺度:r=1017～107m①实验的精确度:Notes16实验确定：物理本质：两个电荷之间的作用力不因其它电荷的存在而改变库仑定律＋电力叠加原理＝静电学的实验基础§1.3电力叠加

7、原理PrincipleofSuperpositionforElectricForcesNote17§1.4电场强度ElectricField电场——一种物质（场物质）场强电势能量密度电场的描述——M.Faraday（1791-1867）场的概念1218P1.场强的定义SI单位：N/CorV/m2.场强叠加原理EFq0=19电荷连续分布情形：点电荷场强＋场强叠加原理＝计算场强的基本方法电荷元dq产生的场强Note:20微元法思想微积分运算21xx+dx[例1−1]均匀带电(Q)直线段延长线上一点的场强。建立坐标轴如图3.场强计算举例解：思想：微元法XOrLpx

8、x+dx电荷元在p点产