自然科学系·物理专业 《电磁学》教案 《电磁学》 贾起民郑永令陈暨耀 《电磁学》 赵凯华陈熙谋 《电磁学》 徐游 《普通物理学》程守洙 自然科学系丁毅 2003年7月
《电磁学》 贾起民 郑永令 陈暨耀 《电磁学》 赵凯华 陈熙谋 《电磁学》 徐游 《普通物理学》 程守洙 自然科学系·物理专业 自然科学系 丁毅 2003年7月
电磁学的研究内容 电荷、电流产生电场、磁场的规律: 电场和磁场的相互联系 电磁场对电荷、电流的作用; 电磁场对物质的各种效应
电磁学的研究内容 • 电荷、电流产生电场、磁场的规律； • 电场和磁场的相互联系； • 电磁场对电荷、电流的作用； • 电磁场对物质的各种效应
电磁学的应用 电磁学的概念和理论可以用来说明宏观领域内的 各种电磁现象 物质的电结构是物质的基本组成形式; 电磁场是物质世界的重要组成部分; 电磁相互作用是物质的基本相互作用之一; 电过程是自然界的基本过程。 因此,电磁学渗透到物理学的各个领域,成为研 究物质过程必不可少的基础,同时也是研究化学和生 物学某些基元过程的基础
电磁学的应用 电磁学的概念和理论可以用来说明宏观领域内的 各种电磁现象—— 物质的电结构是物质的基本组成形式； 电磁场是物质世界的重要组成部分； 电磁相互作用是物质的基本相互作用之一； 电过程是自然界的基本过程。 因此，电磁学渗透到物理学的各个领域，成为研 究物质过程必不可少的基础，同时也是研究化学和生 物学某些基元过程的基础
学习本课程的主要目的 系统地了解和掌握电磁现象的基本规律 和基本概念; 获得本课程领域内分析和处理问题的初 步能力,为解决实际问题打下基础 通过电磁场理论的学习,更深刻地领会 电磁场的物质性
学习本课程的主要目的 • 系统地了解和掌握电磁现象的基本规律 和基本概念； • 获得本课程领域内分析和处理问题的初 步能力，为解决实 际问题打下基础； • 通过电磁场理论的学习，更深刻地领会 电磁场的物质性
电磁学 静电场的基本规律 静电场与导体 稳恒电流 稳恒电流的磁场 时变电磁场 匀速运动电荷的场 物质中的电场 物质中的磁场 交流电路
电 磁 学 静电场与导体 稳恒电流 稳恒电流的磁场 时变电磁场 匀速运动电荷的场 物质中的电场 物质中的磁场 交流电路 静电场的基本规律
第一章静电学的基本规律 研究问题 从基本的静电现象出发,讨论静电场的描写方法和基本规律, 进而建立静电场的基本方程式。 重点要求: (1)了解静电理论的基础是库仑定律、叠加原理和电荷守恒定律; 掌握描述静电场分布的两个基本物理量——电场强和电势的定义 及物理意义;熟练掌握某些典型带电体系电场强度和电势的计算 方法; (2)熟练掌握反映静电场性质的两条基本定理—一高斯定理和环 流定理,明确其数学表述及物理意义,能够应用髙斯定理求解具 有一定对称性的电场。 (3)了解电场强度和电势梯度的关系
第一章 静电学的基本规律 研究问题： 从基本的静电现象出发，讨论静电场的描写方法和基本规律， 进而建立静电场的基本方程式。 重点要求： （1）了解静电理论的基础是库仑定律、叠加原理和电荷守恒定律； 掌握描述静电场分布的两个基本物理量——电场强和电势的定义 及物理意义；熟练掌握某些典型带电体系电场强度和电势的计算 方法； （2）熟练掌握反映静电场性质的两条基本定理——高斯定理和环 流定理，明确其数学表述及物理意义，能够应用高斯定理求解具 有一定对称性的电场。 （3）了解电场强度和电势梯度的关系
第一章静电学的基本规律 §1.1物质的电结构电荷守恒定律 §12库仑定律 §1.3电场和电场强度 §1.4电势 §1.5高斯定理 §1.6静电场的基本方程式 §1.7静电能
第一章 静电学的基本规律 • §1.1 物质的电结构 电荷守恒定律 • §1.2 库仑定律 • §1.3 电场和电场强度 • §1.4 电势 • §1.5 高斯定理 • §1.6 静电场的基本方程式 • §1.7 静电能
§1.1物质的电结构电荷守恒定律 电荷 物质的电结构 电荷守恒定律 导体和绝缘体 例题和习题
§1.1 物质的电结构 电荷守恒定律 • 电荷 • 物质的电结构 • 电荷守恒定律 • 导体和绝缘体 • 例题和习题
电荷 材料经摩擦后具有吸引轻小物体能力,称之为“带 电”。 2、自然界只存在两类电荷。(富兰克林命名) 3、电荷之间存在相互作用—同类相斥,异类相吸。 4、物体带电的过程: (1)摩擦起电——电子从一个物体转移到另一个物体 (2)静电感应——电子从物体的一部分转移到另一部分 共同点:出现的正负电荷数量一定相等
电 荷 • 1、材料经摩擦后具有吸引轻小物体能力， 称之为“带 电” 。 • 2、自然界只存在两类电荷。（富兰克林命名） • 3、电荷之间存在相互作用——同类相斥，异类相吸。 • 4、物体带电的过程： • （1）摩擦起电——电子从一个物体转移到另一个物体 • （2）静电感应——电子从物体的一部分转移到另一部分。 • 共同点：出现的正负电荷数量一定相等
物质的电结构 基本粒子: 电子—电量e=-1.6×101C,质量m=9.11×103kg 质子电量e=1.6×10-C,质量m=1.67×1027kg 夸克一组成核子(质子和中子)的微粒。 电荷的量子化: 电荷是不连续的,它由不可分割的基本单元—基本电荷e 所组成。一切物体所带电荷的数量都是基本电荷的整数倍 原子结构: (1)实验和理论:1911年卢瑟福用α粒子轰击原子,提出原子 的核模型。玻耳和索末菲又提岀电子绕原子核转动的模型 (2)原子结构:原子由带正电的原子核和核外电子构成。原 子核由质子和中子组成。原子直径约为108cm,原子核的直径约为 10-12cm。原子的质量几乎全部集中于原子核中 原子核结构 放射现象的发现说明原子核具有复杂的结构。带正电的质子 和不带电的中子依靠短程、强大的核力结合在一起
基本粒子： 电子——电量e=－1.6×10-19C， 质量m=9.11×10-31kg 质子——电量e=1.6×10-19C， 质量m=1.67×10-27kg 夸克―组成核子（质子和中子）的微粒。 电荷的量子化： 电荷是不连续的，它由不可分割的基本单元——基本电荷e 所组成。一切物体所带电荷的数量都是基本电荷的整数倍。 原子结构： （1）实验和理论：1911年卢瑟福用α粒子轰击原子，提出原子 的核模型。玻耳和索末菲又提出电子绕原子核转动的模型。 （2）原子结构：原子由带正电的原子核和核外电子构成。原 子核由质子和中子组成。原子直径约为10-8cm,原子核的直径约为 10-12cm。原子的质量几乎全部集中于原子核中。 原子核结构： 放射现象的发现说明原子核具有复杂的结构。带正电的质子 和不带电的中子依靠短程、强大的核力结合在一起。 物质的电结构