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1、第10章--电荷和静电场12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,…电荷量子化是个实验规律。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。3二、库仑定律(Coulomblaw)真空中两个静止的点电荷之间的作用力（静电力）
2、，与它们所带电量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比，作用力沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。自身线度与带电体之间距离相比很小的带电体库仑(1736-1806)法国工程师、物理学家4是国际单位制中的比例系数（为真空电容率）注意：只适用两个相对于观察者为静止点电荷之间，并满足牛顿第三定律。5自然界存在四种力：强力、弱力、电磁力和万有引力,把10-15m的尺度上两个质子间的强力的强度规定为1,其它各力的强度是：电磁力为10-2，弱力为10-9，万有引力为10-39。在原子、分子的构成以及固体和液体的凝聚等方面，库仑力都起着主要的作用。6解例在氢原子内,电子和质子的间距
3、为.求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.）7三、静电力的叠加原理作用于某电荷上的总静电力等于其他点电荷单独存在时作用于该电荷的静电力的矢量和。数学表达式离散状态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。8例：三个点电荷q1=q2=2.0×10-6C,Q=4.0×10-6C，求q1和q2对Q的作用力。解：q1和q2对Q的作用力的方向虽然不同，但大小相等：由对称性可以看出两个力在y方向的分力大小相等，方向相反而相互抵消，Q仅受沿x方向的作用力：q1q2Qyxor1r20.30.30.4θFx
4、F1F2Fy9连续分布10§10-2电场和电场强度一、电场(electricfield)在电荷周围空间存在一种特殊物质，它可以传递电荷之间的相互作用力，这种特殊物质称为电场。静止电荷周围存在的电场，称静电场，这就是所谓的近距作用。电荷电场电荷实验证实了两静止电荷间存在相互作用的静电力，但其相互作用是怎样实现的？实物物质场11真空中电荷周围存在着静电场用、来分别描述静电场的上述两项性质静电场对外表现有两个特性：（1）力的特性：场中任何带电体都受电场力作用（2）功的特性：带电体在电场中移动时，场对带电体做功（动量传递）（能量传递）实验表明电场具有质量、动量、能量，体现了它的物质性。1
5、2二、电场强度(electricfieldintensity)电场中某点处的电场强度等于位于该点处的单位试验电荷所受的力，其方向为正电荷受力方向.（试探电荷为点电荷、且足够小,故对原电场几乎无影响）：场源电荷：试探电荷单位电场强度与试探电荷无关，反映电场本身的性质。13电荷在电场中受力于是电场强度反映了电场的力性质。应用利用电场加速带电粒子利用电场使带电粒子偏转++----+q++---+++++++q+++---++++---+++++14三、电场强度的计算1.点电荷的电场强度位矢求场点O场源F正电荷负电荷152.多个点电荷产生的电场电场中任何一点的总场强等于各个点电荷在该点各
6、自产生的场强的矢量和。这就是场强叠加原理。若空间存在n个点电荷q1,q2,…,qn求它们在空间电场中任一点P的电场强度：ri是点P相对于第i个点电荷的位置矢量。E3E2E1163.任意带电体产生的电场将带电体分成很多电荷元dq,先求出它在空间任意点P的场强对整个带电体积分,可得总场强：以下的问题是引入电荷密度的概念并选取合适的坐标，给出具体的表达式和实施计算。P＋＋＋＋＋＋＋＋17任意带电体18连续带电体产生的电场：其电场看成由许多点电荷产生电场的叠加具体的解题步骤：①、画出示意图，选取适当的电荷元；②、建立坐标系，将电荷元的电场强度分解；③、确定积分的上下限，积分后合成。19例
7、1.电偶极子的电场是由电介质极化，电磁波的发射、接收，中性原子间相互作用……总结出的理想模型.分子分子无外场电偶极子：相距很近的等量异号电荷描述其性状－电偶极矩：20讨论（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度21（2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度22例2：求距离均匀带电细棒为a的p点处电场强度。设棒长为L,带电量q，电荷线密度为l=q/L解：选坐标并任取一小段dq如图，其中apab由图可知在xy平面上p点的场强dE可分解成x方向和y方向的两个分量:dEτdEyθdxl2
