大学物理第二册电磁学概述.ppt

1,电磁学概述,1、定义：,电磁学是研究电磁现象基本规律的学科,即电荷、电流及其激发的电场、磁场的规律以及物质的电磁学性质为物理学的重要分支，渗透至天文、化学、生物、地质等各个学科，整个物质世界，从天体到微观粒子都与电磁现象有着密切的联系2,观察记录阶段：,公元前6世纪：希腊泰勒斯 布摩擦过的琥珀能吸引轻小物体,中国：战国《韩非子》 司南,《吕氏春秋》慈石招铁,十六世纪末：吉尔伯特：较详细的观察和记录了磁石的相互作用,中国的“电”字最早见于周朝的青铜器的铭文中，是对“雷电”这种自然现象的记录,2、历史背景：,公元前3-4世纪：,3,定量研究阶段：,1831 法拉第：电磁感应现象，提出场、力线的概念,1865 麦克斯韦：建立完整的经典电磁学理论,4,1888 赫兹：电磁波，开创无线电电子学,1905 爱因斯坦：相对论 电磁规律满足洛伦兹变换,电场与磁场随参考系而变，是一个统一的整体,第三个发展阶段：20世纪以来,探索微观领域与高速领域的电磁理论,,,量子电动力学 量子场论,相对论电动力学,（注：大学物理偏重“场”的观点，“路”一般不讲）,5,1. 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 （富兰克林）,电性力：同号相斥、异号相吸,电荷量：物体带电的多少,§8-1 电荷 库仑定律,第八章 真空中的静电场,讨论在真空中相对观察者静止的电荷所产生的电场的性质,6,2、电荷守恒定律 在一个与外界没有电荷交换的系统内，无论进行怎样的物理过程，系统内正、负电荷量的代数和总是保持不变。

----- 电荷守恒定律 物理学中的基本定律之一．,例：,7,物体所带的电荷量不可能连续地取任意量值，而只能取电子或质子电荷量的整数倍值．电荷量的这种只能取分立的、不连续量值的性质，称为电荷的量子化一个电子电荷量为：,e=1.602189246×10－ 19 库仑,3、电荷的量子化 ( Quantization of Electric Charge ),夸克 ——-,1906-1917年，密立根用液滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续在宏观电现象中，N很大，量子性观察不到，可不考虑其量子性，看成电荷是连续分布在带电体上8,4. 库仑定律,1773年发表有关材料强度的论文，所提出的计算物体上应力和应力分布情况的方法沿用到现在 1777年开始研究静电和磁力问题，发明扭秤 1779年对摩擦力进行分析，提出有关润滑剂的科学理论1785-1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律扭秤,库仑 (1736 ~ 1806) 法国工程师、 物理学家9,点电荷,可以简化为点电荷的条件:,库仑定律：在真空中，两个静止点电荷之间相互作用力与这两个点电荷的电荷量q1和q2的乘积成正比，而与这两个点电荷之间的距离r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同号相斥，异号相吸。

库仑定律,忽略形状、大小的带电的点,（理想模型）,（在惯性系中观察）,10,中学：真空中，两个静止的点电荷间相互作用力,静电力恒量,写成矢量式：,是单位矢量,11,目的：使后面的大量电磁学公式不出现 因子，,适用范围 :目前认为在 范围均成立引入真空电容率：,。