靜電基本現(xiàn)象和基本規(guī)律

1、關(guān)于靜電的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律第一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2起電：使物體帶電摩擦起電：用摩擦方法使物體帶電帶電體：帶電的物體帶電體性質(zhì)：吸引輕小物體兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷；同種電荷相斥，異種電荷相吸。一 兩種電荷第一章 靜電場1-1 靜電場的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律第二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3二 靜電感應(yīng)和電荷守恒定律+感應(yīng)電荷1 靜電感應(yīng)+第三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月42 電荷守恒定律在與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi),任一時(shí)刻存在于系統(tǒng)中的正、負(fù)電荷的代數(shù)和始終保持不變要點(diǎn)：電荷的代數(shù)和不變性：孤立系統(tǒng)中正、負(fù)電荷各自的量可能發(fā)生變化，但其代數(shù)和

2、保持不變。例如，正、負(fù)電子相遇轉(zhuǎn)化為兩個(gè)光子。高能光子經(jīng)過另一粒子附近時(shí)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電子對。電荷的相對論不變性：孤立系統(tǒng)的電量，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，在不同參考系內(nèi)進(jìn)行觀察，系統(tǒng)總電量保持不變。宏觀和微觀過程均適用第四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5三 物體的分類1 導(dǎo)體：電荷能從產(chǎn)生的地方迅速轉(zhuǎn)移或傳導(dǎo)到其它部分的那種物體叫做導(dǎo)體。2 絕緣體：電荷幾乎只停留在產(chǎn)生的地方的那種物體叫絕緣體。3 半導(dǎo)體：半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物體，而且對溫度，光照，雜質(zhì)，壓力，電磁場等外加條件極為敏感。 第五張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月6常見導(dǎo)體:金屬，石墨，電解液（酸，堿，鹽類的

3、水溶液），人體，地，電離的氣體等；常見絕緣體:玻璃，橡膠，絲綢，琥珀，松香，硫磺，瓷器，油類，未電離的氣體等。電荷量子化 * 1897年J.J.湯姆遜從實(shí)驗(yàn)中測出了電子的比荷。* 1913年R.A.密立根從實(shí)驗(yàn)中測定所有電子都有相 同的電量，帶電體的電量是電子電荷的整數(shù)倍；電子電荷帶電體電量第六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月7 電荷量子化是個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。 迄今所知，電子是經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的自然界中存在的最小負(fù)電荷，質(zhì)子是最小的正電荷。 電荷只能取離散的、不連續(xù)的量值的性質(zhì)，叫做電荷的量子化。電子電荷的絕對值 e 稱為元電荷。或稱作電荷的量子。 強(qiáng)子的夸克模型具有分?jǐn)?shù)電荷（ 或 電子電荷）但

4、實(shí)驗(yàn)上尚未直接證明. 量子化是近代物理的一個(gè)基本概念，當(dāng)研究范圍達(dá)到原子線度大小時(shí)，很多物理量如頻率、能量也都是量子化的。第七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月8四 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 物質(zhì)是由分子，原子組成的，而原子又由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成。原子核中有質(zhì)子和中子，中子不帶電，質(zhì)子帶正電。一個(gè)質(zhì)子所帶電荷和一個(gè)電子所帶電量數(shù)值相等。如果用e代表一個(gè)質(zhì)子的電量，則一個(gè)電子的電量就是-e。自由電荷：可以自由移動(dòng)束縛電荷：只能在一個(gè)原子或分子范圍內(nèi)作微小位移第八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月9庫侖 (C.A.Coulomb 1736 1806） 法國物理學(xué)家，1785年通過

5、扭秤實(shí)驗(yàn)創(chuàng)立庫侖定律, 使電磁學(xué)的研究從定性進(jìn)入定量階段. 電荷的單位庫侖以他的姓氏命名.五 庫侖定律第九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月101 點(diǎn)電荷模型 點(diǎn)電荷是一個(gè)抽象的理想模型。當(dāng)帶電體本身的線度遠(yuǎn)比問題中涉及的距離小很多時(shí)，帶電體就可近似當(dāng)成點(diǎn)電荷。第十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月112 庫侖定律 1785年，法國物理學(xué)家?guī)靵鲇门こ訉?shí)驗(yàn)測定了兩帶電球體之間相互作用的電力，并在其基礎(chǔ)上提出了兩點(diǎn)電荷之間相互作用的規(guī)律，即庫侖定律。第十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月12 SI制 在真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間的相互作用力，其大小與其電量的乘積成正比，

6、與它們之間距離的平方成反比 。作用力的方向沿著兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線方向.同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。第十二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月13（ 為真空電容率） 令 庫侖定律 庫侖力遵守牛頓第三定律第十三張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月14 實(shí)驗(yàn)表明，庫侖力滿足線性疊加原理，即多個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)作用于一個(gè)點(diǎn)電荷的力等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)作用力之矢量和3 庫侖力的疊加原理第十四張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月15解 例1 氫原子內(nèi),電子和質(zhì)子的間距為 . 求它們之間電相互作用和萬有引力,并比較它們的大小.（微觀領(lǐng)域中,萬有引力比庫侖力小得多,可忽略不計(jì).）第十五張，PPT共二十

7、四頁，創(chuàng)作于2022年6月16庫侖定律的進(jìn)一步討論：成立條件：靜止、真空、點(diǎn)電荷該條件可以拓寬到靜源靜電荷，不能延拓到動(dòng)源動(dòng)電荷？問題：上述結(jié)論是否與牛頓第三定律矛盾？結(jié)果合理嗎？靜止：點(diǎn)電荷相對靜止，且相對于觀察者也靜止第十六張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月17被作用者靜止，滿足牛三被作用者運(yùn)動(dòng)，不滿足牛三看上去與牛三矛盾實(shí)際上正說明電荷間有第三者場，前者電荷靜止，場的動(dòng)量不變作用力對等后者場的動(dòng)量發(fā)生變化，作用力不對等第十七張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月18真空條件作用：為了除去其他電荷的影響，使兩個(gè)點(diǎn)電荷只受對方作用。如果真空條件破壞會(huì)如何？不僅只有兩個(gè)電荷；總作用

8、力比真空時(shí)復(fù)雜些，但由于力的獨(dú)立作用原理，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的力仍遵循庫侖定律因此可以推廣到介質(zhì)、導(dǎo)體 第十八張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月19點(diǎn)電荷 理想模型質(zhì)點(diǎn)剛體理想流體平衡態(tài)（熱學(xué)）點(diǎn)電荷：忽略了帶電體形狀、大小以及電荷分布情況的電荷。第十九張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月20適用范圍和精度 原子核尺度地球物理尺度天體物理、空間物理 大概無問題 精度：Coulomb時(shí)代 1971年第二十張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月21理論地位和現(xiàn)代含義庫侖定律是靜電學(xué)的基礎(chǔ)，說明了 帶電體的相互作用問題 原子結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)，固體、液體的結(jié)構(gòu)化學(xué)作用的微觀本質(zhì)都與電磁力有關(guān)，其中主要部分是庫侖力靜電場的性質(zhì) 第二十一張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月22后果？靜電場的基本定理高斯定理將不成立動(dòng)搖了電磁理論的基礎(chǔ)電力平方反比律與m光（靜）是否為零有密切關(guān)系 m光是有限的非零值？還是一個(gè)零？有本質(zhì)的區(qū)別現(xiàn)有理論以m光=0為前提,若m光不為零 ，后果嚴(yán)重 電動(dòng)力學(xué)的規(guī)范不變性被破壞 電荷將不守恒 光子偏振態(tài)要發(fā)生變化 黑體輻射公式要修改 會(huì)出現(xiàn)真空色散，即不同頻率的光波在真空中的傳播速度不同，從而破壞光速不變。 第二十二張，PPT共二十四頁，創(chuàng)作于2022年6月23電量單位 MKSA制1庫侖：當(dāng)導(dǎo)線中通過1安培穩(wěn)恒電流時(shí)，一秒鐘