大学物理静电场(一)ppt课件.ppt
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1、为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 新新 学学 期期内容:内容:电磁学,电磁学,波动光学,近代物理波动光学,近代物理-78-78学时学时 电磁学电磁学 本学期本学期重点重点,上册书,上册书8 8,9 9,1010章章 静电场,稳恒磁场,变化电场和磁场静电场,稳恒磁场,变化电场和磁场 波动光学波动光学本学期本学期重点重点,下册书,下册书1414章章 波动光学基础波动光学基础 近代物理近代物理本学期本学期难点难点,下册书,下册书1515,1616,1919章章 狭义相对论基础,量子物理基础,固体物理和激光狭义相对论基
2、础,量子物理基础,固体物理和激光1为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益电磁学电磁学 引引 言言 一、电磁学研究的内容:一、电磁学研究的内容:电磁运动电磁运动自然界中存在的又一种自然界中存在的又一种物质运动形式物质运动形式 我们学习:我们学习:电荷、电流产生电场、磁场的规律;电荷、电流产生电场、磁场的规律;电场、磁场对电荷、电流的作用;电场、磁场对电荷、电流的作用;电场、磁场的内在联系;电场、磁场的内在联系;物质的电性质、磁性质。物质的电性质、磁性质。二、学习时应注意的几个问题:二、学习时应注意的几个问题:1:许多电
3、磁运动规律都是从实验中总结出来的;学习许多电磁运动规律都是从实验中总结出来的;学习时应从实验事实出发建立基本概念,掌握基本规律。时应从实验事实出发建立基本概念,掌握基本规律。2为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 如:重力场如:重力场研究地球附近物体的运动,研究地球附近物体的运动,通过自由落体的规律来研究重力场的性质通过自由落体的规律来研究重力场的性质 电场电场引入带电体,通过电场对带引入带电体,通过电场对带电体的作用来研究电场的性质电体的作用来研究电场的性质 2:研究对象研究对象场场 (四个场)(四个场)(质点(
4、质点-单个,气体单个,气体-大量,场大量,场-连连续续)场是一种客观存在的物质,如何认识其物质性?场是一种客观存在的物质,如何认识其物质性?场的性质场的性质指场中每一点的性质,指描写场的某个物理指场中每一点的性质,指描写场的某个物理 量在场所占据的空间是如何分布的。量在场所占据的空间是如何分布的。如:如:描写静电场的物理量有描写静电场的物理量有个,电场强度和个,电场强度和电势。他们都是空间位置的单值函数。电势。他们都是空间位置的单值函数。我们不能满足仅仅了解场中某些点的情况,而是我们不能满足仅仅了解场中某些点的情况,而是从整体上从整体上去把握场的性质去把握场的性质,掌握描写场的基本物理量在场所
5、占据的空间,掌握描写场的基本物理量在场所占据的空间的分布,以及各量之间的联系。的分布,以及各量之间的联系。3为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益3:熟练地运用数学工具:熟练地运用数学工具电场的性质是由一个空间位置电场的性质是由一个空间位置的矢量函数或标量函数(,)来描写的,的矢量函数或标量函数(,)来描写的,和都是空间位置的单值函数,因此在数学上常和矢量运和都是空间位置的单值函数,因此在数学上常和矢量运算打交道算打交道注意:注意:矢量运算,微积分运算矢量运算,微积分运算第第8章章 静电场静电场8.1 电荷电荷 库仑
6、定律库仑定律一一.电荷的基本性质电荷的基本性质1.1.正负性:正负性:正电荷正电荷和和负电荷负电荷两种两种电荷间电荷间同性斥,异性吸同性斥,异性吸电荷量度电荷量度-电量,用电量,用q、Q表示。表示。单位:单位:库仑库仑 C4为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 2.量子性:量子性:电荷是量子化的,自然界中存在着的最小的电荷是量子化的,自然界中存在着的最小的 带电单元,即电子的电量:带电单元,即电子的电量:任何带电体所带的电量都是任何带电体所带的电量都是e的整数倍的整数倍 电荷这种只能取分立的、不连续的量值的性质电荷
7、这种只能取分立的、不连续的量值的性质叫叫电荷的量子化电荷的量子化3.守恒性:守恒性:在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何在一个孤立系统中总电荷量是不变的。即在任何 时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不变,这时刻系统中的正电荷与负电荷的代数和保持不变,这 称为称为电荷守恒定律。电荷守恒定律。4.相对论不变性相对论不变性:电荷的电量与它的运动状态无关电荷的电量与它的运动状态无关 盖尔盖尔曼提出夸克模型曼提出夸克模型 (有待实验证实)(有待实验证实):5为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益二二.库仑定律库仑定律
8、(点电荷间相互作用规律(点电荷间相互作用规律-实验定律)实验定律)1.点电荷点电荷(一种理想模型)(一种理想模型)当带电体的大小、形状当带电体的大小、形状 与带电体间的距离相比可以与带电体间的距离相比可以忽略时,就可把带电体视为一个带电的几何点。忽略时,就可把带电体视为一个带电的几何点。从从物理物理上看:带电体的几何线度上看:带电体的几何线度d带电体间距带电体间距l 从从数学数学上看:带电体在空间占据一个上看:带电体在空间占据一个点点的位置的位置2.库仑定律库仑定律 处在静止状态的两个点电荷,在处在静止状态的两个点电荷,在真空(空气)真空(空气)中的相中的相互作用力的大小,与每个点电荷的电量成
9、正比,与两个点互作用力的大小,与每个点电荷的电量成正比,与两个点电荷间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷电荷间距离的平方成反比,作用力的方向沿着两个点电荷的连线。的连线。6为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益电荷电荷q1 对对q2 的作用力的作用力F21电荷电荷q2对对q1的作用力的作用力F12 电磁学中单位制较复杂,有多种(静电单位制、电电磁学中单位制较复杂,有多种(静电单位制、电磁制、高斯制等),各有方便。在磁制、高斯制等),各有方便。在SI中,由实验测得:中,由实验测得:7为了规范事业单位聘用关系,
10、建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益为简化以后的公式,令:为简化以后的公式,令:-真空中的电容率(介电常数)真空中的电容率(介电常数)*库仑定律的几点说明:库仑定律的几点说明:1.此定律是库仑在空气中用实验确定的,后来理论此定律是库仑在空气中用实验确定的,后来理论 证明:此定律在证明:此定律在真空真空中成立,在中成立,在空气空气中近似成立。中近似成立。2.本定律只用于计算本定律只用于计算点电荷间点电荷间的相互作用力,在计的相互作用力,在计 算任意带电体间的相互作用时,通过积分计算。算任意带电体间的相互作用时,通过积分计算。8为了规范事业单位
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