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库 仑 定 律 (Coulomb’s Law )
库 仑 定 律 (Coulomb’s Law )
一、电荷的种类
1.正电荷与负电荷
同种相斥，异种相吸
单位：库[仑]
符号：C
2.电量Q或q：带电体所带电荷的多少。
二、电荷的量子性(Quantization)
1.电荷总是以一个基本单元的整数倍出现。
基本单元：e =1.602×10-19C
电荷(Electric Charge)
密立根油滴试验
电荷数：微观粒子所带的基元电荷的个数。
-
+
1913年，密立根用液滴法首先从实验上测定了基本电荷的量值，证明了微小粒子带电量的变化不连续性。
现代物理预言夸克
密立根
电荷守恒
2. 正、负电子的湮灭：
[电子]+[正电子]→2[光子]
电荷：-e+e→0
3.中子的放射性衰变：
[中子] →[质子]+[电子]+[反中微子]
电荷：0 →e+（-e）+0
表述：在一个和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。
电荷守恒定律是物理学中普遍的基本定律。
电磁学的研究内容
电磁学是经典物理学的一部分。它是研究电磁现象的规律的学科。它研究物质间的电磁相互作用，以及电磁场产生、变化和运动的规律。
四种基本相互作用
1. 引力
2. 电磁力
3. 强核力
4. 弱核力
相对强弱：
强相互作用的强度=1，电磁相互作用≈10-2，引力相互作用≈10-38。
物理学：物质和能量。
物质存在的形式，内部结构，物质间的作用，运动和转化。
相对论量子力学
量子论
相对论
经典论
v《 c v ~ c
h趋于0
h不等于0
电力和引力：平方反比，中心力场
辅助单位：平面弧度rad，立体球面度sr
长度 质量 时间 电流 温度 物质量 光强
l m t I T n IV
米 千克 秒 安培 开尔文 摩尔 坎培拉
m kg s A K mol cd
估算两alpha粒子间的电力和引力
He核，两质子两中子，电子质量0.9e-30kg，质子中子质量1836倍于电子。
氢原子半径0.53e-10m， 氦原子半径0.31e-10m，原子核半径1e-15 – 1e-14m，99.96%的质量
可设氦核间距1e-13m
相差1e-35倍
什么概念！
引力，电力，相差一万亿亿亿亿倍，排斥吸引
电荷，正负电荷精密混合微妙平衡，组成物质
平方反比的电力，小范围维持微妙平衡分布
质子为何可以紧挨 核力，更短程力！
核的稳定性，核力和电力的拉锯
电子本身为何不四散分裂？电子还可分裂吗？
质子和电子为何不吸引紧挨（电子挤在一起）？
量子力学+电力=材料结构
一臂之遥两个人，1m
质量50kg /每mol质量0.012kg 约 4000mol
2.4e27个碳原子，1.5e28个电子，1%，1.5e26个电子
多大的力量？
电和磁
分开来：静电和静磁
合起来，电动力学，动电磁，电磁学
源于电荷所受的力，电力和磁力，难求
电场和磁场，叠加原理，简洁
定义基于静电和静磁（理想）
三、历史上对于电磁现象的观察与研究
1.观察与记录阶段
“顿牟掇芥，磁石引针”
2.定量研究阶段
3.相对论的创立进一步证明电磁场是一个统一的实体
1785年，库仑提出静电公式——库仑定律；
1800年，伏打发明电堆，电学由静电走向动电；
1820年，奥斯特发现电流的磁效应；
1820年，安培提出电流元之间的相互作用规律
——安培定律；
1831年，法拉第发现了电磁感应现象；
1865年，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论。

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