第12章 真空中的静电场 、概念与计算 电场强度E (1)叠加法: 点电荷 无限长直线E=>E 圆环 (2)高斯定理:①。=EdS=∑q 分析对称性;取合适闭合面;简化积分; 球,轴,面3种对称性。典型带电体的电场。 (3)电场力: dF=EdlF=「Edg注意方向不同时分解
1 1、电场强度 q F E = 第12章 真空中的静电场 = = n i E Ei 1 一、概念与计算 （1）叠加法： （2）高斯定理： 分析对称性；取合适闭合面；简化积分； 球，轴，面3种对称性。典型带电体的电场。 （3）电场力： dF Edq = F = Edq 注意方向不同时分解： 点电荷 无限长直线 圆环 0 1 d e S i E S q = = 内
2:电势 (参考点)E.d (b) ab E·dl (a) 电势能:Wa=q0U (1)叠加法 标量 48 r (2)基本概念积分法4,=,)E:d 适用简单对称电场 注意零势点的选择分两种情况 2
2 电势能： Wa =q0 Ua = ( ) ( ) d b a ab u E l = ( ) ( ) d 参考点 a a u E l 2：电势 （1）叠加法 r q u = 4 0 1 u = dq 标量 （2）基本概念积分法 = ( ) ( ) d 参考点 a a u E l 适用简单对称电场。 注意零势点的选择分两种情况
(3)电场力作功和电势能的计算 dW=UmW=j标量 二、基本规律 E·dS ∑ 场源关系 应用:简化场强计算;电通量计算 E·dl=0 保守力场 3
3 d = 0 L E l 二、基本规律 场源关系 保守力场 应用：简化场强计算；电通量计算 （3）电场力作功和电势能的计算 ( ) Aab =q0 Ua −Ub dW = Udq W = Udq 标量 0 1 d e S i E S q = = 内
13静电场中的导体与电介质 、导体静电平衡 1概念 E 2性质:场强分布;电势分布 电荷分布;表面电荷与场强的关系 3计算:场强与电势 二、电介质 1极化的概念 2极化描述:P ′=P.nP与场的关系 △ 3计算:场强与电势,极化电荷面密度
4 一、导体静电平衡 13 静电场中的导体与电介质 1.概念 2.性质：场强分布；电势分布； 电荷分布； 表面电荷与场强的关系 3.计算：场强与电势 二、电介质 1.极化的概念 2.极化描述： 3.计算：场强与电势，极化电荷面密度 = V P P = 分 Σ P n = P 与场的关系
4.有介质存在时的高斯定理与场的计算 定理:∮Dd=q内注意对称性 关系:D=E0E+PP=.CE D=E 三:电容器与能量 1.电容的概念与计算 关键为场强与电势差的计算 2.电容器的串联与并联 3.电容器与静电场的能量 W=CU2→=BE2=D,E→W=od
5 d = 0 s D S q 内 P xe E 0 D E P = = 0 + D E = 注意对称性 4. 有介质存在时的高斯定理与场的计算 定理： 关系： 三 ： 电容器与能量 1. 电容的概念与计算 Q C U = 关键为场强与电势差的计算 2. 电容器的串联与并联 3. 电容器与静电场的能量 2 1 2 1 2 e E D E = = 2 2 1 W = CU = v W e dV
1415稳恒磁场与磁介质 1:B及其计算B=dB ldl×r 4丌L 叠加法(无限长直线,圆,无限大平面电流)注意方向 安培环路定理法(轴对称,面对称,螺线管与螺绕环) 2、磁通量Φ=「B.dS「Bd=0 3:磁力与功 (1)导线dF=ld×B→F=「d×B注意分解 (2)闭合电流P ISn M M=Pmn×B A=/(2-①1)
6 14,15 稳恒磁场与磁介质 d = 0 S B S 2、磁通量 F I l B d = d = L F I l B d 1 ： B 及其计算 叠加法（无限长直线，圆，无限大平面电流）注意方向 安培环路定理法（轴对称，面对称，螺线管与螺绕环） 3：磁力与功 M Pm B = (Φ Φ ) = 2 − 1 A I Pm ISn = （1）导线 （2）闭合电流 注意分解 0 2 d ˆ d L L 4 I l r B B r = = d m S = B S
(3):洛仑兹力f=q×B 霍尔效应un=R B 4:两个基本规律 fB. dS=0 JH.d=2lo B H ME>M=XmHEB=UH M=△V 5:顺磁性;抗磁性;铁磁质;磁滞回线 微观结构;宏观参数,y1,XnB
7 （3）：洛仑兹力 霍尔效应 4：两个基本规律 d = 0 S B S V P M m = M B H = − 0 0 H dl I L . = B H = 5:顺磁性；抗磁性；铁磁质；磁滞回线 M xm H = ' , r , m B 微观结构； 宏观参数 f qv B = H H IB u R b =
16电磁场 1:感应电动势计算G=dom dt 动生 =(vX B).d I 感生 E·al b 旋 dt 涡旋电场 aB E 旋 非保守力场 2:自感与互感 y=LI EL dt M 21 3:磁能:H=2L=vn=2BH→Wn=m
8 ( ) = D C v B dl = − ds t B E dl L 旋 = LI dt dI L = −L 2：自感与互感 1 21 21 I M = dt dI M 1 21 = − 21 wm BH 2 1 = = V Wm wm dV 2 2 1 W LI m = 1：感应电动势计算 = b a ab E dl 旋 3：磁能： 涡旋电场 动生 感生 非保守力场 16 电磁场 m d dt = − m d dt = −
4电磁场与电磁波 dD (1)位移电a (2)麦克斯韦方程组 aB D·dS=∑q SE-d=J ● at B·dS=0 OD H 1+ C at D=E B=uH (3)电磁浪的能量和能流 dH+-EE S=E×
9 （ 1 ） 位 移 电 流 dt d I e d = dt dD J d = D dS q0 S = • = − dS t B E dl L = 0 S B dS = + L S dS t D H dl I 0 D E = （2）麦克斯韦方程组 w 2 2 2 1 2 1 = H + E S E H = （3）电磁波的能量和能流 4.电磁场与电磁波 B H =
17量子物理 1、黑体辐射与能量子假说 单色辐射出射度E=hv 2、光电效应hv=A+1m12 红限频率逸出功vo h 遏止电压 2 2 3、光的浪粒二象性 s=hv p=h/a E2=p2c2+ mo2c4 4、玻尔的氢原子理论 (1.定态假设:(2.量子跃迁假4=E-E (3)轨道角动量量子化假设L=m=可 2丌
10 单色辐射出射度 = h 红限频率 遏止电压 2 2 1 h = A+ mv h A 逸出功 0 = 1、黑体辐射与能量子假说 2、光电效应 = h E2 = p 2c 2 + m0 2c 4 3、光的波粒二象性 (1). 定态假设 : (2). 量子跃迁假设 h En − Em = (3). 轨道角动量量子化假设 2 h L mvr n = n = 4、玻尔的氢原子理论 17.量子物理 1 2 2 mv eu = s p h = /