中国科学技术大学《电磁学》 第一章真空中的静电场 作者:叶邦角 同样,1对2的作用力F21和F12间满足牛顿第三定律: (2)k值的确定 库仑定律中的比例系数k的数值、量纲与单位制的选择有关。在SI制中,力的单位是N(牛顿,电量的单位是C(库仑 lC=1A·s 其中A是SI单位制中电流的单位,称为安培,s为时间的单位,称为秒. 设两个点电荷的电量q=q2=C,在真空中相距r2=1m,力用N量度,这样确定的k的值为 k=8.987551787×103Mm2/C2≈9×10Mm2/C2 由此可以确定ε的值,即真空介电常数, E0=8.85418782×10-1C2(Nm2) (3)几点说明 ●库仑定律成立的条件是真空和静止。 真空的条件是为了除去其他电荷的影响以及因周围的感应和极化等因素的影响但是,周围有其他电荷存在时, 两电荷之间的电力仍然满足库仑定律,所以这个条件并非必要 静止条件是指两电荷相对静止,且相对观察者静止。这个条件可以放宽成:静止源电荷对运动电荷的作用力,但 不能推广到运动电荷对静止电荷的作用力。 ●库仑定律指出两静止电荷间的作用是有心力。 力的大小与两电荷间的距离服从平方反比律。我们将看到,静电场的基本性质正是由静电力的这两个基本特性决 定的。 ●库仑定律是一条实验定律。Ё⾥ᄺᡔᴃᄺlj⬉⺕ᄺNJ ϔゴ ⳳぎЁⱘ䴭⬉എ 㗙˖䙺㾦 5 ৠḋˈ1 ᇍ 2 ⱘ⫼ F21 F12 䯈⒵䎇⠯乓ϝᅮᕟ˖ F12 F21 = ˄2˅k ؐⱘ⹂ᅮ ᑧҥᅮᕟЁⱘ↨՟㋏᭄ k ⱘ᭄ؐǃ䞣㒆Ϣऩԡࠊⱘ䗝ᢽ᳝݇DŽ SI ࠊЁˈⱘऩԡᰃ N(⠯乓)ˈ⬉䞣ⱘऩԡᰃ C(ᑧҥ); 1C =1A⋅s ݊Ё A ᰃ SI ऩԡࠊЁ⬉⌕ⱘऩԡˈ⿄Ўᅝˈs Ўᯊ䯈ⱘऩԡˈ⿄Ў⾦.DŽ 䆒ϸϾ⚍⬉㥋ⱘ⬉䞣 q1˙q2˙1CˈⳳぎЁⳌ䎱 r12˙1mˈ ⫼N 䞣ᑺˈ䖭ḋ⹂ᅮⱘ k ⱘؐЎ: 9 2 2 9 2 2 k 8.987551787h10 Nm /C Ĭ 9h10 Nm /C ⬅ℸৃҹ⹂ᅮε0 ⱘؐˈेⳳぎҟ⬉ᐌ᭄ˈ 8 .85418782 10 /( ) 12 2 2 0 = × C N ⋅ m − ε ˄3˅⚍䇈ᯢ ᑧҥᅮᕟ៤ゟⱘᴵӊᰃⳳぎ䴭ℶDŽ ⳳぎⱘᴵӊᰃЎњ䰸এ݊Ҫ⬉㥋ⱘᕅડҹঞ਼ೈⱘᛳᑨᵕ࣪ㄝ㋴ⱘᕅડDŽԚᰃˈ਼ೈ᳝݊Ҫ⬉㥋ᄬᯊˈ ϸ⬉㥋П䯈ⱘ⬉ҡ✊⒵䎇ᑧҥᅮᕟˈ᠔ҹ䖭Ͼᴵӊᑊ䴲ᖙ㽕DŽ 䴭ℶᴵӊᰃᣛϸ⬉㥋Ⳍᇍ䴭ℶˈϨⳌᇍ㾖ᆳ㗙䴭ℶDŽ䖭Ͼᴵӊৃҹᬒᆑ៤˖䴭ℶ⑤⬉㥋ᇍ䖤ࡼ⬉㥋ⱘ⫼ˈԚ ϡ㛑ᑓࠄ䖤ࡼ⬉㥋ᇍ䴭ℶ⬉㥋ⱘ⫼DŽ ᑧҥᅮᕟᣛߎϸ䴭ℶ⬉㥋䯈ⱘ⫼ᰃ᳝ᖗDŽ ⱘᇣϢϸ⬉㥋䯈ⱘ䎱⾏᳡Ңᑇᮍড↨ᕟDŽ៥Ӏᇚⳟࠄˈ䴭⬉എⱘᴀᗻ䋼ℷᰃ⬅䴭⬉ⱘ䖭ϸϾᴀ⡍ᗻއ ᅮⱘDŽ ᑧҥᅮᕟᰃϔᴵᅲ偠ᅮᕟDŽ