文档介绍：真空中的静电场
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真空中的静电场
electrostatic field in vacuum
电荷
电荷
电荷---组成实物的某些基本粒子(电子、质子等)的固有属性之一。
自然界存在正、负两种电荷,同性电荷相斥,异性相吸。
电荷的量子性
自然界中任何带电体的电量(电荷的
定量量度)总是以某一基本单元( )的整数倍( )出现。
Q
e
n
Q
n
e
为电子或质子带电量的绝对值。
e
e
2
7
1
3
6
9
.
0
1
7
3
1
0
1
库仑( )
C
电荷守恒定律
电荷守恒定律
在一个与外界没有电荷交换的系统内,
任一时刻存在于系统中的正、负电荷的代数和始终保持不变。
该定律的要点:
电荷的代数和不变性
孤立系统中正、负电荷各自的量
可能发生变化,但其代数和恒保持不变。例如,正、负电子相遇转化
为两个光子。高能光子经过另一粒子附近时可能转换为正、负电子对。
电荷的相对论不变性
孤立系统的电量,与其运动状态无关。
在不同参考系内进行观察,系统总电量保持不变。
电荷守恒定律对宏观过程和微观过程均适用。
真空库仑定律
真空中的库仑定律
点电荷
相对于要研究的问题,其大小和形状可以忽略的带电体。
q
1
r
r
2
q
施力点电荷
受力点电荷
施受
单位矢量
距离
真空中两静止点电荷的
的相互作用力(静电力或库仑力)
k
F
q
1
2
q
r
2
r
其中
k
0
e
4
p
1
0
e
2
4
8
1
5
.
0
8
1
2
m
C
N
.
2
1
.
2
称真空电容率
0
e
或真空介电系数
续库仑定律
这种矢量表达式
不论为同号
q
1
2
q
或异号电荷,也
不论谁是受
q
1
2
q
力者均可适用。
例如, 带负电
2
q
2
q
(
)
0
,
q
1
带
正电
(
)
0
,
q
1
若考虑
2
q
受力
F
,
所得结果
F
0
,
即与反向,
F
r
与定性判断一致。
真空中的库仑定律又可写成
F
r
q
1
2
q
r
2
0
e
4
p
1
3
r
q
1
2
q
r
0
e
4
p
1
q
1
r
r
2
q
施力点电荷
受力点电荷
施受
单位矢量
距离
真空中两静止点电荷的
的相互作用力(静电力或库仑力)
k
F
q
1
2
q
r
2
r
其中
k
0
e
4
p
1
0
e
2
4
8
1
5
.
0
8
1
2
m
C
N
.
2
1
.
2
称真空电容率
0
e
或真空介电系数
电场
电场
电场给电荷以作用力的物理场。
静电场相对于参考系或观测者静止的电荷
在其周围空间所产生的电场。
又称库仑场。
静止电荷之间的相互作用力是通过静电场来传递的。
电荷
电场
电荷
电场是物质存在的一种形态,也具有
能量、动量和质量。
电场强度
电场强度
带电体
试验电荷
(带正电的点电荷)
F
E
F
q
0
s
I
C
N
h
1
m
V
h
1
E
的单位为
或
空间某点
的电场强度
P
E
q
0
( 受的电场力)
q
0
E
F
与
同向
q
0
的大小与
无关
E
点电荷的场强
q
0
r
F
E
F
q
0
0
r
q
q
r
2
0
e
4
p
1
q
0
1
r
q
r
2
0
e
4
p
1
点电荷的场强
q
q
点电荷系场强
场强叠加原理及其应用
一、分立点电荷系的场强
+
+
q
1
3
q
2
q
P
3
E
2
E
1
E
E
合场强
E
S
i
n
1
E
i
E
?
电偶极子场强
偶极电荷连线
的延长线上
某点 B 处
的场强
偶极电荷连线
的中垂线上
某点 A 处
的场强
例
电