第二 (Electromagnetism) 2006-4-29
2006-4-29 1 (Electromagnetism)
电磁学一物理学史上第二次大综合 1785年库仑 扭秤实验 电力的平方反比定律 1820年 1865年麦克斯韦 奥斯特:电流的磁效应 安培:电流相互作用定律 电磁场理论 1831年法拉第 电磁感应现象 2006-4-29
2006-4-29 2 1820年 奥斯特：电流的磁效应 安 培：电流相互作用定律 1831年 法拉第 电磁感应现象 1785年 库仑 扭秤实验 电力的平方反比定律 电磁学－物理学史上第二次大综合 物理学史上第二次大综合 1865年 麦克斯韦 电磁场理论
°高斯定理 静电场 环路定理 电磁学 内容 稳恒磁场“类高斯定理 安培定理 电磁场麦克斯韦理论
2006-4-29 3 电磁学 内 容 静电场 •高斯定理 •环路定理 稳恒磁场 •类高斯定理 •安培定理 电磁场 •麦克斯韦理论
第八章 真空中的电 (Electrostatic Field) 静电场:相对于观察者静止 的电荷所产生的电场 2006-4-29
2006-4-29 4 静电场：相对于观察者静止 相对于观察者静止 的电荷所产生的电场 的电荷所产生的电场 (Electrostatic Field)
§81电荷库仑定律 电荷( electric charge 正电荷、负电荷 电荷量子化质子(+e),电子(e) 夸克±x2 t-e 电荷守恒( charge conservation) 2006-4-29
2006-4-29 5 §8-1 电荷 库仑定律 正电荷、负电荷 正电荷、负电荷 电荷量子化 质子(+e) ，电子(-e) 电荷守恒(charge conservation) (charge conservation) 一、电荷(electric charge) (electric charge) 夸克 e 31 ± e 32 ±
、库仑定律( Coulomb's law) 两个静止点电荷间的相互作用 F129h F,=k912 2 21 3121 21 2006-4-29
2006-4-29 6 两个静止点电荷间的相互作用 1r v 2r v 21 r v F21 v F12 v q1 q2 y z O x 3 21 21 1 2 21 r r q q F k v v = 二、库仑定律(Coulomb (Coulomb’s Law)
F 21 =k21q2 321 k≈8.99×10N.m2/C2 21 k E=8.85×10C/(Nm2) 4E0 真空介电常量 F q14 21 A兀80 3121 2006-4-29
2006-4-29 7 9 2 2 k ≈ 8.99×10 N⋅ m /C 4 0 1 πε k = ---真空介电常量 3 21 21 1 2 0 21 4 1 r r q q Fv v πε = 8.85 10 C /(N m ) 12 2 2 0 = × ⋅ − ε 3 21 21 1 2 21 r r q q F k v v =
关于平方反比的讨论F,=k914 引力理论 21 1760年伯努利通量、强度 空间的均匀性和各向同性 1759年罗比逊 F ’δ=00δ:指数偏差 2006-4-29
2006-4-29 8 关于平方反比的讨论 关于平方反比的讨论 3 21 21 1 2 21 r r q q F k v v = 引力理论 1760年 伯努利 通量、强度 空间的均匀性和各向同性 1759年 罗比逊 , 0.06 12 ∝ = + δ δ r F δ：指数偏差
1759年罗比逊=0.06F 2+6 1773年卡文迪什8<0.02 1785年库仑6=0.04 F 204° Fa? 1.96 麦克斯韦δ<5×103 光子静止质量 197年δ<2.7×10 -16 mn<2×1041g 2006-4-29
2006-4-29 9 1773年 卡文迪什 δ ≤ 0.02 1785年 库仑 δ = 0.04 ∝ 2+δ 1 r 1759年 罗比逊 δ = 0.06 F ? 12.04 r F ∝ ? 11.96 r F ∝ -5 麦克斯韦 δ < 5 × 10 1971年 -16 δ < 2.7 × 10 光子静止质量 < 2 10 g -47 m0 ×
「例1比较氢原子中电子与质子之间静电力 和万有引力。 r=5.29×10m,G=6.67×10+Nm2/kg2 m=911×1031kgmn=1.67×10kg 解:F 82×10-8N Teo r mtmt F F=G e=2.27×10 39 =3.63×10-4N 2006-4-29
2006-4-29 10 [例1]比较氢原子中电子与质子之间静电力 比较氢原子中电子与质子之间静电力 和万有引力。 r = 5.29×10-11m，G = 6.67 G = 6.67×10 -11 N⋅m2/kg 2 9.11 10 kg −31 me = × 2 2 0 4 1 r e Fe πε = 8.22 10 N −8 解: = × 1.67 10 kg −27 mp = × 2 r m m F G e p g = 3.63 10 N −47 = × 39 g e = 2.27 × 10 F F