《大学物理》第八章+静止电荷的电场.pdf

§5-1 物质的电结构 库仑定律 一、电荷 对电的最早认识：摩擦起电和雷电 两种电荷：正电荷和负电荷 电性力：同号相斥、异号相吸 电荷量：物体带电的多少 二、 电荷守恒定律 物质的电结构理论 物质由原子组成，原子由原子核和核外电 子组成，原子核又由中子和质子组成。中子不 带电，质子带正电，电子带负电。质子数和电 子数相等，原子呈电中性。由大量原子构成的 物体也就处于电中性状态，对外不显示电性。 起电的实质 • 所谓起电，实际上是通过某种作用，使物体内电 子不足或者过多而呈现带电状态。 • 通过摩擦可是两个物体接触面温度升高，促使一 定量的电子获得足够的动能从一个物体迁移到另 一个物体，从而使获得更多电子的物体带负电， 失去电子的物体带正电。 电荷守恒定律 实验证明，在一个与外界没有电荷交换的系统内， 无论经过怎样的物理过程，系统正、负电荷量的 代数和总是保持不变。 正 电 子 如：238 234 4   e  e U  Th  He 92 90 2   e  e  三、 电荷量子化 电荷量只能取分立的、不连续量值的性质， 称为电荷的量子化。 Q =Ne N= ± 1、2、3… -19 • e=1.60210 库仑，为电子电量 • 夸克模型 • 宏观带电体的带电量qe，准连续 四、 库仑定律 点电荷 库仑定律 可以简化为点电荷的 条件:当带电体的形状和 1785年，库伦从扭秤实验结 大小与它们之间的距离 果总结出了库仑定律 相比可忽略时，这些带 电体可看作是点电荷. 即： d r q1 q2 r d Coulomb, 1736-1806 库仑定律 单位制 在真空中，两个静止点电荷 有理化 之间相互作用力与这两个点 9 2 2 k 8.987510 N m / C 电荷的电荷量q 和q 的乘积 1 2 成正比，而与这两个点电荷 1 12 2 之间的距离r （或r ）的 0  8.854210 C 2 12 21 4k N m  平方成反比，作用力的方向 沿着这两个点电荷的连线， ε为真空电容率，则真空