第三篇电磁学部分 §8-1电荷库仑定律 1.电荷( Electric Charge): 1)物体带电 物体能够产生电磁现象归因于物体所带的电荷以及电荷的运动。 公元前600年,人类发现了摩擦起电现象:用木块摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体的现象,后来 乂发现,许多物体经过毛皮或丝绸等摩擦后,都能够吸引轻小的物体。于是人们就说它们带了电,或者说 它们有了电荷。这种带了电的物体,称为带电体 2)理论解释——原子理论: 电子云 原子原了核质子(+) 中子 电子(-) 物质处于电中性时,质子数与电子数相等。 原子核 当物质的电子过多或过少时,物质就带有电。若是 电子过多,物体就带了负电;若是电子过少,物体就带 了正电。 物体带电的本质是两种物体间发生了电子的转移。 2x1010m 即一物体失去电子带正电,另一物体得到电子带负电 3)电量( Electric quantity) 定义:物体所带电荷的多少叫作电量,用符号q表示,正电荷的电量为正值,负电荷的电量为负值 单位:库仑(C)—是导出单位(不是国际单位制的基本单位) 2.电荷的量子化( Charge Quantization) 一原子数 1)电子的发现: (1)1833年,法拉第( Faraday)提出了著名的电解定律Q=Ne,电子 但是在当时无法确定其中的任何一个N4、e (2)1874年,斯托尼(G.J. Stoney)利用分子运动论对N 的估计值,算出e约为10 (3)1880年,汤森德(J.S.E. Townsend)指出e不可分割的电量的最小单元,这是最先明确了电 荷的量子性概念 (4)1891年,斯托尼(G.J. Stoney)建议用“电子”来命名电荷量的最小单元; (5)1896年,塞曼( Zeeman)观察光在磁场中分裂的现象,测定了粒子的荷质比(e/m),这是原 子粒子具有确定荷质比的最早证据; (6)1895年,佩兰(J.B. Perrin)用实验的方法确定阴极射线管中的射线带负电; (7)1897年,汤姆孙( Thoms,1906年 Nobel物理学奖)从实验中测出电子的荷质比 e/m=1.7×10C/kg)。 2)电荷的量子化 987年J.J.汤姆孙从实验中测出电子的比荷(即电子的电荷与质量之比e/m),1913年,密立根(1923 年 Nobel物理学奖)从实验中测岀所有电子都具有相同的电荷,而且带电体的电荷是电子电荷的整数倍 电子电量 带电体电量q=mee=1,2,3, 电荷的这种只能取离散的、不连续的量值的性质,叫作电荷的量子化。电子的电荷e为基元电荷,或