1、電磁學 1 大學物理（2）通知（1）本學期集中答疑安排： 時間：1-3、5、8-11周， 每周五下午5：006：00 地點：教七樓114（理論物理教研室）（2）期末考試安排： 初步定于第12周周末，具體安排另行通知。（3）本課堂課件下載信箱： 密碼：jiaoshi b2012 本學期教學內容（40學時）靜電場及基本性質（9學時）靜電場中的導體及介質（7學時）穩恒電流的磁場及基本性質（10學時）電磁感應現象及規律（6學時）Maxwell 電磁場方程組（2學時）量子物理（6學時）3第十二章 真空中的靜電場1 電荷一、兩種電荷摩擦起電、靜電感應、正電荷、負電荷、電中性、電量導體、絕緣體（電介質）、半

2、導體自由電子、載流子、空穴電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過程( 例如核反應和基本粒子過程、天體演變過程 )，是物理學中普遍的基本定律之一。 二、電荷守恒定律在一個與外界沒有電荷交換的系統內，正負電荷的代數和在任何物理過程中保持不變。4三、電荷量子化19061917年，密立根（R.A.millikan )用油滴法測定了電子電荷。證明微小粒子帶電量的變化是不連續的，它只能是元電荷 e 的整數倍，即：粒子的電荷是量子化的。迄今所知，電子是自然界中單獨存在的最小負電荷，質子是最小的正電荷。1986年的推薦值為：e =1.6021773310-19 庫侖(C) 庫侖（C）是電量的國際單位。獲1923年

3、諾貝爾物理學獎5電荷量子化是個實驗規律。表明：電荷量子化已在相當高的精度下得到了檢驗。假定中子電荷等于質子和電子電荷的代數和，現有的實驗結果四、電荷的相對論不變性：在不同的參照系內觀察，同一個帶電粒子的電量不變。電荷的這一性質叫做電荷的相對論不變性。6關于分數電荷：1964年默里.蓋爾曼提出夸克（quark）模型，同時期中國科學家提出分層結構，但層子模型沒被國際社會接受。夸克帶有分數電荷。夸克分類：電荷：電荷：上夸克、粲夸克、頂夸克下夸克、奇夸克、底夸克例如：質子2個上夸克1個下夸克中子1個上夸克2個下夸克夸克是理論上的預言，沒有發現單獨存在的夸克，但間接得到了證實。7關于原子核的形成：質子、

4、中子都稱為強子 強子由夸克組成夸克帶“色荷” 色荷之間作用力是色力 色力是由膠子作為傳遞媒介的。即： 夸克 色荷 色力(強力) 膠子 強子。分數電荷仍然是符合量子化的。四種基本相互作用： 電磁相互作用 引力相互作用 （長程力） 強相互作用 弱相互作用 （短程力）基本粒子非基本、基本電荷非整數82 庫侖定律1785年，庫侖通過扭稱實驗得到。 “ 在真空中， 兩個靜止點電荷之間的相互作用力大小，與它們電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比；作用力的方向沿著它們的聯線，同號電荷相斥，異號電荷相吸 ”點電荷理想模型9“由施力電荷指向受力電荷”從電荷1指向電荷2若表示 電荷2對電荷1的力 表達式仍

5、為但從電荷2指向電荷1電荷1對電荷2的作用力10令有理化K的取值：真空介電常量（真空電容率）國際單位制中（ ）11實驗表明，庫侖力滿足線性疊加原理，即不因第三者的存在而改變兩者之間的相互作用。靜電力的疊加原理：123 電場和電場強度早期：電磁理論是超距作用理論后來: 法拉第提出近距作用 并提出力線和場的概念一.電場及其物質性電荷 電場 電荷場的物質性：對電場中的帶電體施以力的作用。當帶電體在電場中移動時，電場力作功，場具有能量。變化的電磁場以光速在空間傳播，表明電場具有動量。電場具有動量、能量， 體現了它的物質性。靜止電荷產生的場叫做靜電場13二.電場強度試驗電荷試驗電荷放到場點P處，受力為實

6、驗表明：確定場點 比值 與試驗電荷無關定義：電場強度電量充分地小線度足夠地小條件 物理意義：單位正電荷在電場中某點所受到的力。反映電場本身的性質電場為矢量場場強單位：N/C、V/m1 N/C=1 V/m 14三、場強的疊加原理當電場是由多個點電荷形成的，則試驗電荷受的力為：由場強定義：場強疊加原理：點電荷的場強以q為球心的球對稱型15點電荷系的場強連續帶電體的場強P把帶電體看作是由許多個電荷元組成電荷密度體電荷密度面電荷密度線電荷密度164 電場計算舉例1、電偶極子的場強定義電偶極矩：要特別關注兩個問題： 矢量性、微元法17 電偶極子在電場中所受力矩因 l 極小，可認為電偶子所在處場強均勻力矩 M 為：182 、求均勻帶電細棒中垂面上一點的場強。 設棒長為 , 帶電量 ，電荷線密度為19均勻帶電細棒可以看成無限長無限長均勻帶電細棒的場強為： 相當于點電荷的場強。203 、均勻帶電圓環軸線上一點的場強。設圓環帶電量為 ，半徑為解：由對稱性可知， p點場強只有x方向分量214 、 均勻帶電圓盤軸線上一點的場強。 設面電荷密度為 ，半徑為解：帶電圓盤可看成許多同心的圓環組成，取半徑為r，寬度為dr