电荷库仑定律课件.ppt

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1、第10章静电学绪论电能是应用最广泛的能源；电磁波的传播实现了信息传递；电磁学与工程技术各个领域有十分密切的联系；人类第二次工业革命主要由电磁学推动；电磁学的研究在理论方面也很重要；电磁学是很多工科专业课的基础。电磁学的重要性电磁现象自然界的电磁现象：打雷，闪电…生活中电磁现象：衣物等摩擦起电，磁铁吸引铁磁性物体…可以说电磁现象远古就有，也比较常见，但电磁学理论到近代才建立。Why？——态度：1）敬畏——雷公电母；2）熟视无睹。——都没引起思考。研究的态度电磁学建立过程简介公元前600年，古希腊哲学家泰勒斯第一次记载了静电现象：摩擦过的湖泊能吸引轻小物体。在中国，第一次记

2、载静电现象是东汉时期王充的《论衡》。一、静电学部分1600年吉尔伯特第一个命名了“带电性”，制作了第一台验电器，人类有了静电检测手段。对电磁现象的研究是从十六世纪下半叶英国伊丽莎白女王的侍医官吉尔伯特开始，然而他的研究方法很原始，基本上是定性地对现象的总结。附：吉尔伯特的研究他做了许多电和磁的实验，其中最有名的是所谓“小地球”实验。他发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质，而且一系列其他物体如金刚石、水晶、硫磺、明矾等也有这种性质，他把这种性质称为电性，他是第一个用“电力”、“电吸引”、“磁极”等术语的人。吉尔伯特把电现象和磁现象进行比较，发现它们具有以下几个截然不同

3、的性质：1.磁性是磁体本身具有的，而电性是需要用摩擦的方法产生；2.磁性有两种——吸引和排斥，而电性仅仅有吸引（吉尔伯特不知道有排斥）；3.磁石只对可以磁化的物质才有力的作用，而带电体可以吸引任何轻小物体；4.磁体之间的作用不受中间的纸片、亚麻布等物体的影响，而带电体之间的作用要受到中间这些物质的影响。当带电体浸在水中，电力的作用可以消失，而磁体的磁力在水中不会消失。1663年德国马德堡的格里凯发明了第一台能产生大量电荷的摩擦起电机。使人类可以有控制的产生电。英国人格雷在1729年研究了导电现象，发现摩擦所生电荷可以传递，不同材料有不同导电性。1746年荷兰莱顿大学的物

4、理学教授穆欣布罗克（公元1692－1761）实验发现：把电荷投放在玻璃瓶内可以把电保存下来。后来另一位法国电学家诺莱特就把这个蓄电的瓶子称为莱顿瓶。莱顿瓶的发明，为人类提供了一种贮电的有效方法。富兰克林在杜菲的“玻璃电”和“树脂电”的基础上提出正电和负电的概念。富兰克林所做的第二项重要工作是统一了天电和地电。电荷的产生，传导，储存和检测手段的掌握，使得科学研究得到很好发展，当时欧洲的街头有不少人利用静电的定性规律进行魔术等街头表演。但这些应用都在定性的范畴。1785年，法国科学家库仑利用精密的扭秤进行精心实验，并总结得到电荷作用的库仑定律。这标志着静电科学从定性走向定量

5、，进入快速发展阶段。后来法拉第和高斯等用场的方法对静电场进行了系统描述。参考：《物理学史》1905年爱因斯坦建立狭义相对论1865年麦克斯韦提出电磁场理论1820年奥斯特发现电流对磁针的作用公元前600年1831年法拉第发现电磁感应古希腊泰勒斯第一次记载电现象重要人物吉尔伯特:Gilbert1540~1603：英国物理学家，1600年，地磁场；库仑(Coulomb1736~1806):法国物理学家，库仑定律；物理学史上50个重大实验之一。伏打(Volta1745~1827):意大利物理学家，伏打电池；高斯：CarlFriedrichGauss1777-1855，德国数学

6、家、物理学家、天文学家和发明家。电磁学——高斯定理和高斯单位制欧姆(Ohm1787~1854):德国物理学家，欧姆定律（1827）；基尔霍夫:Kirchhoff1824~1887,德国物理学家，节点电流定律和回路电压定律；奥斯特:Oersted1777~1851,丹麦物理学家、化学家，电的磁效应，旋转力；安培(Ampere1775~1836):法国物理学家，电流与电流相互作用，分子电流假说；法拉第(Faraday1791~1867):英国物理学家、化学家，法拉第电磁感应定律，提出场、电力线、磁力线……;楞次（Lenz1804~1865):俄籍德国物理学家，楞次定律，电磁

7、现象也满足能量守恒定律；麦克斯韦(Maxwell1831~1879):英国物理学家、数学家，提出了位移电流，完成了电磁理论大统一；赫兹(Hertz1857~1894):德国物理学家，验证了电磁波的存在；1.掌握静电场的电场强度和电势的概念以及电场强度的叠加原理和电势叠加原理。2.掌握电势与电场强度的积分关系，能计算一些简单问题中的电场强度和电势。3.理解静电场的规律：高斯定理和环路定理。理解用高斯定理计算电场强度的条件和方法。4.了解电偶极矩的概念，能计算电偶极子在均匀电场中所受的力和力矩，能分析点电荷在均匀电磁场中（包括纯电场、纯磁场）