同济版大学物理第六章

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1、第二篇电磁学7/24/2021电磁运动是物质运动的一种最基本的运动形式，主要研究电荷、电场与磁场的基本性质和基本规律及其相互联系的科学。电磁学(electromagnetics)研究对象电磁学静电场恒定磁场变化中的电磁场主要特点：研究对象不再是分离的实物，而是连续分布的场，函数(如等)描述其性质。用空间人体内为什么有此图？曲线意义何在？有什么规律？与它带电的多少有关与物体电荷的分布有关7/24/2021第6章电荷与电场主要任务：研究相对于观察者静止的电荷在空间激发的电场——静电场(electrostaticfield)的规律。物质存在的两种基本形式：微粒和场其中场是最基本的，粒子间的相

2、互作用源于场之间的相互作用。场处于基态时为物理真空，场的激发态表现为相应的粒子。§6-1库仑定律与电场强度一、电荷及其性质自然界中存在着两种不同性质的电荷：1、电荷(electriccharge):电荷：带电体所带的电称为电荷，它是物质的固有属性。描述了实物粒子的电性质。物体带电的本质：两物体间发生了电子的转移。正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒7/24/2021电荷与电荷之间存在相互作用力，同性相斥；异性相吸。2、电荷的基本性质：3、电量(electricquantity)：带电体所带电荷的量值，一般用q表示，在SI制中，其单位为库仑(C)。带电量最小的带电粒子：电

3、子电子电量：——基本电荷量4、电荷量子化：物体带电均为电子电量的整数倍，这种只能取分立的、不连续量值的性质称为电荷的量子化。5、电荷守恒定律：在一个孤立的带电系统中，无论发生什么变化，系统所具有的正负电荷电量的代数和保持不变。6、电荷的运动不变性：一个电荷的电荷量与它的运动状态无关，即系统所带电荷量与参考系的选取无关。二、库仑定律1.点电荷(理想模型)：具有相对性带电体的大小和带电体之间的距离相比很小时，就可看作点电荷。(忽略其形状和大小)2.库仑定律(Coulomb’slaw):电荷的性质决定了带电体之间有相互作用力，点电荷间的相互作用力由库伦定律给出（只适用于两静止的点电荷）内容：

4、真空中两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。同号相斥，异号相吸，力沿连线方向。7/24/2021其中：二、库仑定律1.点电荷(理想模型)：具有相对性带电体的大小和带电体之间的距离相比很小时，就可看作点电荷。(忽略其形状和大小)2.库仑定律(Coulomb’slaw):电荷的性质决定了带电体之间有相互作用力，点电荷间的相互作用力由库伦定律给出（只适用于两静止的点电荷）内容：真空中两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。同号相斥，异号相吸，力沿连线方向。0:真空中介电常数(真空中电容率)3.静电力叠加原理两点电

5、荷间相互作用力不因其它电荷的存在而改变。7/24/2021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。对连续分布带电体，选取电荷元3.静电力叠加原理两点电荷间相互作用力不因其它电荷的存在而改变。dq,适用范围:目前认为在10-15m~107mQr三、电场与电场强度1.“场”的提出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，关键是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。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。7/2

6、4/202119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。电荷电场电荷三、电场与电场强度1.“场”的提出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，关键是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。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。电场(electricfield)：（1）场的物质性体现在：电场具有动量：给电场中的带电体施以力的作用电荷周围存在着的一种特殊物质。电场具有能量：当带电体在电场中移动时，电场力作功。

7、7/24/2021都是客观存在的,是可知的；与实物的多样性一样，场的存在形式也是多样的；在场内进行的物理过程也遵循质量守恒、能量守恒、动量守恒和角动量守恒等规律；场也不能创生、不能消灭，只能由一种形式转变为另一种形式。（3）电场与实物的区别：实物质量密度大(~1000kg/m3),场质量密度很小(~10-23kg/m3)，无静止质量；实物不能达到光速，场则以光速传播；实物受力产生加速度，场则不能被加速；实物具有不可入性，以空间间断形式存在，可以