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静止电荷的电场
静电场
相对于观察者为静止的电荷所激发的电场为静电场
1、 静电场的基本特性；
2、引入描述电场的的基本物理量——电场强度和电势；
3、在库仑定律和场强叠加原理的基础上建立高斯定理和场 强环路定理；
4、 讨论电场强度和电势之间的关系。
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1.1 电荷
1.3 电场和电场强度
1.5 电通量 高斯定理
1.2 库仑定律与叠加原理
1.4 静止的点电荷的电场及其叠加
1.6 利用高斯定理求静电场的分布
补充：高斯定理的微分形式
目 录
1.7 电势，静电力的功
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1.1 电荷
密立根（R.A.Millikan）带电油滴实验
（ 1906 1917 ,1923年诺贝尔物理奖）
2、电荷是量子化(quantization)的
基本电荷 e =1.60217733(49) 10-19C
1、电荷只有正、负两种
电磁现象归因于电荷及其运动
宏观电磁学—电荷值连续
电子（质子）是自然界带有最小电荷量的粒子。任何带电体或微观粒子所带的电荷量都是电子（质子）电荷量的整数倍。
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3、电荷守恒
：在宏观和微观上,电荷总量守恒。
4、有电荷就有质量
静质量为零的粒子，例如光子，只能是电中性的。
点电荷： ——理想模型,
若带电体的线度<<带电体间的距离，则带电体可看成点电荷。
表述1：在任一物理过程中，电荷既不能产生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一物体，或从物体的一部分转移到另一部分。
表述2：在一个与外界无电荷交换的系统内进行的任何物理过程中，电荷的代数和保持不变。
三条实验规律
电荷守恒定律
库仑定律
电场力的叠加原理
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1/4 0= 8.9880 109 N·m2/C2
9 109 N·m2/C2
0—真空介电常数 (Permittivity of vacuum)
0 = 8.85 10-12 C2/N·m2
1.2 库仑定律与叠加原理
惯性系，真空中的两静止点电荷间的作用力为
q2
q1
一、库仑定律
适用条件：
(1) 点电荷　　　　
(2) 真空—没有电介质
(3) 电荷静止
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平方反比规律
(与万有引力定律类似)
如果指数严格等于2，则光子静质量为零。
光子静质量上限为10-48 kg.
实验结果
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【例】比较氢原子中的质子和电子间的库仑力和万有引力。
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库仑力>>引力：
强力>>电磁力>>弱力>>引力
原子核中的核子（质子、中子）靠强力吸引，库仑排斥很弱。
宏观物体靠分子、原子间的库仑力维系。
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二、电力的叠加原理
实验表明：两个点电荷之间的作用力并不因第三个点电荷的存在而改变。
在电磁场的量子效应中，经典叠加原理不成立。
两个以上的点电荷对一个点电荷的作用力，等于各个点电荷单独存在时对该点电荷作用力的矢量和
库仑定律和静电力的叠加原理，原则上可以解决静电学的全部问题。
在Ox轴的原点O处有一固定的、电量为Q（Q＞0）的点电荷，在x＝－l处有一固定的、电量为－2Q的点电荷。今有一正试验电荷q0放在x轴上x＞0的位置。并设斥力为正，吸引力为负。
（1）当q0的位置限制在Ox轴上变化时，求q0的受力平衡位置，并讨论平衡的稳定性；
（2）试定性地画出试验电荷q0所受的合力F与q在Ox轴上的位置x的关系图线。
作业：
在正方形的四个顶点分别有电量为Q的固定点电荷，在正方形对角线交点上放置一个质量为m、电量为q的自由点电荷。将q沿某一对角线移动一个很小的距离，证明q将作简谐振动, 并求振动周期。

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