静电场Electrostaticfield-PPT文档资料.ppt

《静电场Electrostaticfield-PPT文档资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、§1.静电场（Electrostaticfield）§1-1静电的基本现象和基本规律1.两种电荷通过实验可知，自然界中存在两种电荷，一种与丝绢摩擦过的玻璃棒的电荷相同——正电荷（positivecharge）;另一种与毛皮摩擦过的硬橡胶棒的电荷相同——负电荷（negativecharge）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。正电荷与负电荷相互完全抵消的状态叫做中和。2.静电感应电荷守恒定律用验电器做演示试验：图1-1验电器除了摩擦起电以外，另一重要的起电方式是静电感应。图1-2电荷既不能产生，也不能消失

2、，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，即在任何物理过程中，电荷的代数和是守恒的——电荷守恒定律——它不仅适用于宏观现象，而且适用于微观现象.3导体，绝缘体半导体按照电荷能否容易转移或通过，习惯上可以把物体分成几大类：1>电荷容易通过的物体——导体，电阻率范围大约：ρ=10E-5~10E-4Ω•m2>电荷不容易通过的物体——绝缘体，电阻率范围大约：ρ=10E10~10E22Ω•m3>介于导体与绝缘体之间的且电性质非常特殊的材料—半导体，如硅、锗等。电阻率范围大约：ρ=10E

3、4~10E10Ω•m附录1：外场改变对称分布导体和非导体的能带模型绝缘体：能带为满带或空带导体：能带被部分电子填充导体、绝缘体和半导体的深入物理解释--能带论介绍：附录2：超导超导：当温度降低到某特定温度TC时，材料电阻变为零的现象。TC被成为正常态和超导态之间的转变温度。元素名超导临界温度(K)发现年代汞4.151911铌9.21930铌三硅17.11953铌三锗23.21973镧锶铜氧48.61986钇钡铜氧78.51987汞钡钙铜氧13419934.物质的电结构物体具有不同的导电性，可用物质的微观

4、结构解释。金属之所以导电，因为金属中有许多自由电子，它们较容易摆脱原子核的束缚而自由地在金属内部运动。电解液中，有许多做宏观运动地正负离子，所以电解液导电。在绝缘体中，电子受到原子核的束缚，基本上无自由电子（价电子），所以它们导电性能较差。一个质子的电量为e,一个电子的电量为-e。在半导体中，导电的粒子除电子以外还有空穴，当多数载流子为电子时，称为n型半导体；当多数载流子为空穴时，称为p型半导体。5.电荷的“量子性”密立根油滴实验电荷的另一个重要特性是它的“量子性”，即任何带电体的电荷只能时某一基本单位

5、的整数倍，这个基本单位就是一个电子所带的电荷——电子电荷e。质子的电荷与电子电荷的绝对值相等。6.库仑定律（Coulumb’slaw）库仑(Coulomb,CharlesAugustinde(1736-1806)1>点电荷的概念：实验证明：两个静止的带电体之间的作用力，除与电量及相对位置有关图1-5外，还依赖于带电体的大小、形状及电荷的分布情况。一般情况下，两个带电体之间的相互作用表现出与多种因素有关的复杂性。实验指出，在测量精度范围内。。。当带电体自身的线度与带电体之间的距离相比很小时，可以将这个带电

6、体看作一个点电荷。2>点电荷的特点点电荷是一种理想模型。一个带电体能否看作点电荷，必须根据具体情况而定，带电体一旦被看作点电荷，就可以用一个几何点来标志它的位置，两个点电荷的距离就是标志它们位置的两个几何点间距离。3>库仑定律库仑扭秤库仑定律是描述在真空中两个点电荷之间相互作用力的定律。库仑定律表述如下：在真空中两个静止的点电荷q1及q2之间的相互作用力的大小和q1q2的乘积成正比，和它们之间的距离r的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸引。数学表示式：图1-72>下标1、

7、2对调时，=，所以上式还表明q对q的作用力＝－3>K的取值：（与采用的单位制有关）讨论：1>研究发现：无论qq的正负如何，此式均适用。当qq同号时，沿方向即为排斥力；当qq反向时，qq的乘积为负，沿－方向——吸引力。电磁学中最常用的单位制是高斯制及国际制。国际制由（MKSA）单位制发展成的，是（SI）的一部分。在其中的四个基本量和单位：长度（M）、质量（Kg）、时间（S）和电流（A）为单位。电量的单位是库仑，库仑的定义：当由1库仑＝1A·S注意：采用MKSA制时，中各量的单位也分别用N、C、m。比例系数

8、k由实验测定，在MKSI中，是一个基本的物理常数，叫做真空介电常数或叫做真空电容率，由实验测定，7.选加原理……作用于每个点电荷上的总的静电力等于其他点电荷单独存在时，作用于该点电荷的静电力的矢量和。库仑定律讨论了两个点电荷之间的相互作用力的情况，在很多点电荷时，就要考虑利用迭加原理：§1-2电场和电场强度1．电场近代物理学证明：电力和磁力是通过电场和磁场来作用的，凡是有电荷的地方，四周就存在电场。相对于观察者静止的电荷所激发的电场被称为静