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文檔簡介
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電荷和靜電場
*§7-1電荷和庫侖定律
原子是電中性的，原子核中的中子不帶電、質子帶正電、核外電子帶負電，并且所帶電量的絕對值相等。自然界中只有正電荷
（絲綢摩擦過的玻璃棒）、負電荷（毛皮摩擦過的橡膠棒）兩種。一、電荷(charge)
原子失去或獲得電子的過程稱為電離。
電荷守恒定律。
物體所帶過剩電荷的總量稱電荷量，電荷或電量。2002年元電荷的推薦值為e=1.60217653(14)×10-19C(庫侖)電荷量子化是個實驗規律。
實驗證明微小粒子帶電量的變化是不連續的，它只能是元電荷e
的整數倍，即粒子的電荷是量子化的：Q=ne，n=1,2,3，……*自然界中的微觀粒子有幾百種,其中帶電粒子所具有的電荷數均為＋e或－e的整數倍。因此電荷量子化是普遍的量子化規律。現代實驗結果證明電荷量子化具有相當高的的精度。在近代物理中發現強子(如質子、中子、介子等）是由夸克(quark)構成，夸克所帶電量為e的1/3或2/3。但是到目前為止還沒有發現以自由狀態存在的夸克。電量的最小單元不排除會有新的結論，但是電量量子化的基本規律是不會變的。在相對論中物質的質量會隨其運動速率而變化，但是實驗證明一切帶電體的電量不因其運動而改變，電荷是相對論性不變量。*二、庫侖定律(Coulomblaw)
1.點電荷
當帶電體自身幾何線度比起帶電體之間距離小得多時，在測量精度內，帶電體的大小和形狀對它們之間的相互作用沒有影響，決定這種相互作用的只是帶電體之間距離和電量。當帶電體自身的大小與帶電體之間的距離相比很小時，可看作點電荷。點電荷是對實際情況的抽象，是一種理想化的模型。一個帶電體能否看成為一個點電荷，必須根據具體情況來決定。有時不能把一個帶電體看成為點電荷，但可看作許多點電荷的集合體，從而能夠由點電荷所遵從的規律出發，得出結論。*
2.庫侖定律
在真空中兩個相對于觀察者靜止的點電荷之間的相互作用力的大小與它們所帶電量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，方向沿兩電荷的連線，同號相斥，異號相吸。，庫侖力滿足牛頓第三定律。其中為q1指向q2的矢量。設：q2受到q1的作用力
，則當q2與q1異號時,與
方向相反；*是國際單位制中的比例系數稱為真空電容率或真空介電常量。
自然界存在四種力：強力、弱力、電磁力和萬有引力，把10-15m的尺度上兩個質子間的強力的強度規定為1，其他各力的強度是：電磁力為10-2，弱力為10-9，萬有引力為10-39。在原子、分子的構成以及固體和液體的凝聚等方面，庫侖力都起主要作用。*靜電力的疊加原理：
實驗表明，庫侖力滿足線性疊加原理，即不因第三者的存在而改變兩者之間的相互作用。*例1
三個點電荷q1=q2=2.0×10-6C,Q=4.0×10-6C，如圖所示，求q1
和q2
對Q的作用力。解：
q1
和q2對Q的作用力的方向雖然不同，但大小相等，即由對稱性可以看出兩個力在y方向的分力大小相等，方向相反而相互抵消，Q僅受沿x方向的作用力q1q2QyxOr1r20.30.30.4θ*例
氫原子中電子和質子的
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