电磁场及其与物质的相互作用,1.1电荷(Electric Charge),-物质的一种属性,1.电荷的性质,实验:基本单元e=1.60210-19 C,理论:基本单元e/3, 2e/3 (夸克quark),e.g.,聚变反应：,正负电子湮灭：,2.点电荷(point charge),点状电荷(理想模型),适用情形: 带电体尺寸0),球对称 ,且与球心等距的各点 相同.,选择半径为r的球面S(如图),计算其电通量.(这样的曲面称之为高斯面),则有,另一方面,于是由高斯定理得,矢量形式：,特点：球面内各点场强为零;球面外各点的场强,等于全部电荷集中于球心时的场强.,图形表示：,思考,所得 对于Q0),轴对称,且与直线等距的各点 相同.,则有,另一方面,于是由高斯定理得,矢量形式：,图形表示：,思考,设圆柱面半径R，轴线方向单位长度带电荷，则有,图形表示：,无限长均匀带电圆柱面的电场？,所得 对于0),对称分析 平面,与平面等距的各点 相同,在平面两侧对称分布.,选择高斯面S(如图):底面积为A的闭合圆柱面.,则有,另一方面,于是由高斯定理得,矢量形式：,思考,所得 对于0情形是否成立?,(Yes),带电平行板电容器的电场?,平行带电导体板的电场?,利用高斯定理求场强,关键是找到合适的高斯面.通常有两种情形:整个高斯面上各点的场强,大小相等,方向与面垂直,因而e=ES;高斯面的一部分,各点场强大小相等,方向与面垂直,其余部分电通量为零,因而e=ES.,Note:,