文档介绍：真空中的静电场
本章研究真空中相对观察者静止的电荷和它周围的电场,讨论静电场的描述方法和基本规律,建立真空中静电场的基本方程式。
§1 电荷电荷守恒定律
一、电荷
摩擦起电
丝绸摩擦过的玻璃棒,或毛皮摩擦过的硬橡胶棒能吸引羽毛、头发、干草等轻小物体。物体由于摩擦有了吸引轻小物体的性质,它就带了电,有了电荷,这种带电叫摩擦起电。
两种电荷
实验表明,无论用何种方法起电,自然界中只存在两类电荷:正电和负电,且同性电荷相斥、异性电荷相吸引。历史上,富兰克林最早对电荷正负作了规定,沿用至今:丝绸摩擦过的玻璃棒,棒上带电为正;毛皮摩擦过的硬橡胶棒,棒上带电为负。物体摩擦带电种类大体次序为:
毛皮,石英,玻璃,丝绸,木条,金属,胶木,硬橡胶,琥珀,…。排列较前者与后者摩擦,前者带正电、后者带负电。
电荷测量
(1)电量的测量
(金属球)
(金属箔)
动
静
验电器静电计
(a) 验电器:张开情况可定性(b) 静电计:弧度刻尺上读数,
说明电量多少。可用于测量电位。
图1-1 电量的测量
(2)电荷正负判定
已带某种已知电荷
张角变大
张角变小
同性
异性

图1-2 电荷正负的判定
(3)电荷中和
自由的等量异号电荷相遇,它们恰好抵消的现象叫电荷中和。若不能完全抵消则叫部分中和。
二、静电感应电荷守恒定律
1、静电感应
起电的又一方法:静电感应。如图1-3,其中(a)、(b)中A、B为导体绝缘情况,(c)、(d) 为导体接地情况。静电感应实质上为电荷转移的过程。
(a) (b)
(c) (d)
A B A B
图1-3 静电感应
2、电荷守恒定律
在一个与外界无电荷交换的封闭系统中,无论进行什么过程,该系统的正负电荷之代数和始终保持不变。
[说明]
(1) 电荷守恒是一切宏观、微观过程均遵守的规律。例如:化学反应、放射性衰变、核反应、基本粒子转变等均如此。
(2) 电荷守恒定律可能与电荷的量子属性有关。电子电量大小库仑是电荷的最小单元,密立根油滴实验等发现,物体带电是基本电子电量的整数倍(不连续),电荷具有最小单元的性质称为电荷的量子化。
三、物质的电结构导体与绝缘体
1、物质组成与原子结构