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静电场
静电场
本章的主要内容：
基本定律—库仑定律 (实验基础)
两个基本物理量—电场强度和电势
两个基本定理—高斯定理和环路定理 (理论基础)
重点和难点:求电场强度E和电势U
静电场中存在导体和电介质时所发生的现象；
导体和电介质与电场的相互作用及所遵循的规律；
静电场的能量。
除此之外，还包含以下内容：
1747年富兰克林发现了电。物体所带的电荷有两种，分别称为正电荷、负电荷;同号电荷相斥，异号电荷相吸;电荷可以由摩擦起电、静电感应产生;历史上约定：用丝绸摩擦的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦的塑料棒带负电.
粒子带电量是不连续的，它只能是基本电荷e的整数倍，即粒子的带电量是量子化的.
基本电荷e =-1.60217733×10-19(C) q=±ne
一. 电荷
二. 电荷电量量子化
除顶夸克外的五种夸克已经通过实验发现它们的存在，华裔科学家丁肇中便因发现魅夸克（又叫J粒子）而获诺贝尔物理学奖。近十年来高能粒子物理学家的主攻方向之一是顶夸克。
1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷，是基本电量的2/3或-1/3倍。
在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和在任何物理过程中保持不变.
电荷守恒定律适用于一切宏观和微观过程( 例如核反应和基本粒子过程 )，是物理学中普遍的基本定律之一.
三. 电荷守恒定律
四. 库仑定律
点电荷:当带电体的形状和大小与它们之间的距离相比可以忽略时，可将带电体看作点电荷.
库仑定律表述:
在真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比;方向沿两个点电荷的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸.
SI制中:
则库仑定律可写作:
真空中的介电常数：
2.静止的点电荷(电荷运动涉及场的传播)；
1.仅适用于真空中的点电荷 ；
3.叠加性:库仑定律只适用两个点电荷的相互作用,涉及两个以上点电荷的作用时,其中每个点电荷所受的总的静电力等于其它点电荷分别单独存在时作用在该点电荷上的静电力的矢量和.
注意:
9
绝缘物质.
1.两类电介质分子
无极分子：分子正、负电荷的“中心”是重合的
甲烷
CH4
C
H+
H+
H+
H+
有极分子：其正、负电荷的“中心”也不重合
水分子H2O
O--
H+
H+
正中心
负中心
电介质的极化
10
2.电介质的极化机制
无极分子位移极化
宏观效应
无外场时呈电中性
有外场时出现极化电荷
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有极分子转向极化
宏观效应
无外场时呈电中性
有外场时出现极化电荷
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有电介质时:
在高斯面内: ∑q+∑qi/
定义电位移矢量
得到
( )

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