1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,5-1,电荷的量子化 电荷守恒定律,第五章 静电场,闪电,避雷针,2,引 言,电磁现象是自然界中极为普遍的自然现象。,公元前,600,年,古希腊哲学家泰利斯就知道一块琥珀用木头摩擦之后,会吸引草屑等轻小物体,春秋战国时期,韩非子,和,吕氏春秋,都有天然磁石
2、Fe,3,O,4,）的记载,1785,年,库仑定律提出，电磁学进入科学行列,1820,年,奥斯特发现电流的磁效应（电产生磁）,1831,年,法拉第发现电磁感应现象,（磁产生电）,1865,年,麦克斯韦建立了以麦克斯韦方程组为基础的完整,的电磁场理论,1887,年,赫兹利用振荡器在室验上证实了电磁波的存在,1905,年,爱因斯坦创立了相对论，解决了经典力学时空观与电磁,现象新的实验事实的矛盾,电磁场是一个统一的整体,电磁学的研究在现代物理学中也具有相当重要的地位。,3,奥斯特,赫兹,麦克斯韦,法拉第,洛仑兹,富兰克林,欧姆,爱迪生,库仑,安培,4,1.,静电场力的性质：库仑定,律、电场强度、
3、电场散度,2.,静电场能的性质：静电场,作功、电势能、电场能量,电磁学,静电学,静磁学,电磁学,真空、金属,中静电荷与,静电场,介质中的,静电荷与,静电场,稳恒电势差,与稳恒电场,静电荷产,生的静电场,磁场对电荷与,电流的作用,磁现象的,电本质,磁场的性质,散度与旋度,磁产生电,电产生磁,电磁场的,散度与旋度,麦克斯韦方程组,内容结构,5,电磁学和力学的主要区别,力 学,电 磁 学,研究对象,实物,场,已知某些量的分布,状态参量,问题特点,已知某些量,数学工具,微积分应用少,微积分应用多,求其他量,求其他量的分布,矢量分析少,矢量分析多,6,一电磁学的研究对象,电磁学研究物质间电磁相互作用及其
4、运动规律的科学,二电磁场的研究方法,1.,“,实物物质,”,的研究方法,实物：由原子、分子等微观粒子构成的物质形态,场物质：通常将弥漫于空间、不是由原子、分子等微观粒子构,成的物质形态，称为,“,场,”,从物理角度，场是一种弥漫于空间的物质形态，它是相对于,“实物”的物质形态而言的,7,从数学角度上，场是某一物理量的某种时空分布,“,实物,”,的研究方法,研究实物物质间相互作用的力的性质,研究实物物质间相互作用的能的性质,2.,“,场物质,”,的研究方法,(1).,力的本质,作用力的本质：力的相互作用是由力的传播子来实现的,(2).,研究场的基本方法,标量场：场量只与空间和时间参量有关，与方向
5、无关,矢量场：场量不仅与空间和时间参量有关，而且与方向有关,8,爱因斯坦说过：“我们有两种存在，实物和场，场是物理学中出现的新概念，是自牛顿时代以来最重要的发现。用来描述物理现象最重要的不是带电体，也不是粒子，而是在带电体之间空间的场，这需要用很大的科学想象力才能理解”。,标量场，如温度场、密度场。,矢量场，如速度场，更重要的如引力场、电磁场、核力场等等。,基本属性：,不是由分子、原子等实物粒子组成；,具有迭代性、波动性、弥漫性和物质性；,9,一、电荷及其性质,正负性,:,等量的正、负电荷相遇后，对外不再呈现电性，这种现象称为,电中和,两种电荷：正电荷和负电荷,同性相斥，异性相吸,.,基本电荷
6、电子是自然界中具有最小电荷的粒子,10,电荷量只能取分立的、不连续量值的性质，称为,电荷的量子化,。,Q,=,Ne,N,=1,、,2,、,3,夸克,带分数电荷,2.,量子性,11,在,孤立,系统中,电荷的代数和保持不变,.,称为,电荷守恒定律,2,）电荷可以成对产生或湮灭，但代数和不变,1,）自然界的基本守恒定律之一,-e,+e,-e,+e,3.,守恒性,12,4.,相对论不变性,一个电荷的电量与它的运动状态无关，运动粒子的电量不随速度的变化而变化。在不同的参考系观察，同一带电粒子的电量保持不变,电磁能的特点和优势,：,电磁能转换相对容易,电磁能便于远距离传输,电磁能传输速度快,电磁测量灵敏度高，可靠性好,13,电容器最基本的工作原理是充放电，电容器充电后两极板间的电荷作用力大小和方向？它们之间的作用力怎么实现？,14,
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