电磁学北大讲义1.2电场强度

2009.9北京大学物理学院王稼军编写§2.电场强度

p441-8、9、11电场

库仑定律给出了两个点电荷相互作用的定量关系问题：相互作用是如何传递的？

电荷

直接、瞬时电荷

超距作用

电荷

电荷

传递需要时间

近距作用

两者争论由来已久

近代物理证明电场传递相互作用2009.9北京大学物理学院王稼军编写被作用者静止，满足牛三被作用者运动，由于推迟势，不满足牛三看上去与牛三矛盾实际上正说明电荷间有第三者——场，前者电荷静止，场的动量不变——作用力对等后者场的动量发生变化，作用力不对等将场包含进去，依然满足牛顿第三定律2009.9北京大学物理学院王稼军编写电场强度矢量电荷q所受的力的大小为

引入试探电荷q0

：几何线度充分小——点电荷电量充分小——小到什么程度？2009.9北京大学物理学院王稼军编写电场强度定义从F中扣除q0可得

单位牛顿/库仑NC-1[I-1LMT-3]2009.9北京大学物理学院王稼军编写场强叠加原理

实际就是力的叠加原理

点电荷组在空间某点产生的电场等于各点电荷单独存在时在该点产生的场的矢量和。

连续带电体

2009.9北京大学物理学院王稼军编写注意

上式是矢量积分，具体计算时，要化成标量积分

dq是什么？积分限如何确定？几重积分？由带电体的电荷分布决定2009.9北京大学物理学院王稼军编写p13例题1：计算电偶极子臂的延长线上和中垂线上的场强分布,设2009.9北京大学物理学院王稼军编写（1）延长线上

l<<r定义2009.9北京大学物理学院王稼军编写(2)中垂线上y方向：分量抵消x方向：投影方向相同2009.9北京大学物理学院王稼军编写电偶极子电场线2009.9北京大学物理学院王稼军编写P15例题2求均匀带电圆环轴线上的场强分布，设圆环半径为a，带电总量为Q。微元法步骤取微元对称性分析积分讨论

2009.9北京大学物理学院王稼军编写对称性分析

y方向投影，抵消，Ey=0

x方向，同向

3.求积分

——就是点电荷的电场

2009.9北京大学物理学院王稼军编写P15

例题3:求均匀带电棒中垂面上的场强分布，设棒长为2l，带电总量为Q。2009.9北京大学物理学院王稼军编写1.取微元方向如图2.对称性分析2009.9北京大学物理学院王稼军编写3.积分

2009.9北京大学物理学院王稼军编写4.讨论

即为与无限长均匀带电棒相距x处的场强具有轴对称性，相同的x处，E相同思考：若上题中求的不是中垂面上的场强

Ey=0?2009.9北京大学物理学院王稼军编写思考：求均匀带电圆盘轴线上一点的场强，如何取微元？

正方形带电线框中垂线上一点的场强？长方形带电板中垂线上一点的场强？2009.9北京大学物理学院王稼军编写密立根油滴实验和电荷的量子性1834年法拉第由实验得出电解定律，表明：

为了析出1mol单价元素需要相等的电量F（法拉第常数）——1mol单价离子的电量看出e=F/NA——基本电荷

1891年斯通尼把基本电荷取名为“电子（electron）”,并根据上式估算出e的大小1897年J.J.汤姆孙的阴极射线实验确定射线是负电粒子流，并测出其荷质比为氢离子的千余倍，从而发现比氢原子更小的基本粒子——电子；

2009.9北京大学物理学院王稼军编写1909年密立根通过直接测量油滴的电荷，直接证实了电荷