经典电磁理论简史17世纪19世纪古代中国指南针 1600年（英）吉伯特论磁石1672年（德）格里克第一台起电机（摩擦起电） 1729年（英）格雷证明人体导电 1745年（荷兰）克莱斯特发明莱顿瓶17851799年（法）库仑定律 1750年富兰克林研究闪电*电流的发现 1791年(意大利)伽伐尼论肌肉运动中的电作用 1791年（意大利）伏打电池*法拉第电解定律：电化克当量96500库仑/克 *欧姆定律：U=IR *焦耳定律 ：P=IR2 *电磁的相互转化 19世纪人们普遍接受自然力统一的观点有意识地寻找1820年（丹麦）奥斯特发现通电直导线的磁场 1820年（法）安培发现通电导线之间的磁场安培定律（相互作用）分子电流1831年，法拉第电磁感应定律1865年，麦克斯韦电磁理论统一电磁理论（电、磁、光的统一）实现了人 类对自然认识的又一次综合，标志经典物理学 的成熟。经典电磁理论对当时社会生产起到巨大推动力 作用，而社会生产实践反过来对电磁理论提出 了新的挑战。此后，经典电磁理论发展成现代 的电磁理论。1820年，毕奥萨伐尔定律内容：一.静电场及基本性质二.稳恒电流的磁场及基本性质三.电磁感应现象及规律四.Maxwell电磁场方程组思路：实验规律场的 性质场与物质的 相互作用静电场静电场电荷 电场和电场强度 库仑定律与静电场的计算 电场线和电通量 高斯定理 利用高斯定理求静电场分布 导体的静电平衡 电场对电荷的作用力两种电荷 +e; -e positive negative电荷电荷 Electric ChargeElectric Charge电荷量子化：Q=ne 基本单位e=1.602 10-19 C(库仑)宏观物体Qe ,近似连续分布 电荷守恒定律 电荷的相对论不变性在不同参照系观察同一粒子Q不变 点电荷 理想模型带电木梳吸水海底探雷静电除尘静电喷漆试验电场强度电场电场电荷电荷激发激发作用作用场源电场和电场强度电场和电场强度早期：电磁理论是超距作用理论后来: 法拉第提出近距作用并提出力线和场的概念电场 (electric field) 电荷周围存在电场1. 电场的宏观表现 对放其内的任何电荷都有作用力 电场力对移动电荷作功（电场强度）（电势）注意： 并非一定有q0才有E，反映场的特性。 q0可正可负,一般用单位试验电荷q0=1C。 E一般与所在位置有关。 q0在外场E中所受电场力为F= q0E 。电场叠加原理：某点电场强度等于每个电荷单独存在时 在该点所产生的电场强度的矢量和。实验：0 = 8.8510-12 C2N-1m-2 真空介电常数库仑定律与静电场的计算库仑定律与静电场的计算库仑定律1785年，库仑通过扭称实验得到。1.表述 在真空中， 两个静止点电荷之间的相互作用力大小，与它们的电量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比；作用力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。电力叠加原理：两个点电荷之间的相互作用力不因第三 个点电荷的存在而改变因此，多个点电荷对某一点电荷的作用力 等于各个点电荷单独存在时对该点电荷的 作用力的矢量和。特点：非均匀,而且球对称分布。1. 点电荷Q激发的电场真空+Q若Q为负电荷？静止点电荷的电场及其叠加静止点电荷的电场及其叠加2. 点电荷系(Q1,Q2QiQn)的电场方向：由n个矢量合成。qoQ1场强迭加原理：Q2Q3例求电偶极子在中垂线上的p点的E大 小。pr把连续带电体q看作 由点电荷dq组成取元dq:线分布 面分布 体分布3. 带电体q的电场dl均匀带电线密度dS均匀带电面密度dV均匀带电体密度求dE:一般大小和方向不同的。dq各dq 在场点p所激发的dE，q求E :大小： 方向：指出与某坐标的夹角2.对同一方向的分量求和:求整个带电体q在场点p产生的E可考可考 虑对虑对 称性称性1.将 分解为dEx，dEy，dEz解: 取dq=dl 整段棒激发的E：dq激发的dE:大小方向均各异例已知 l、1、2、a 求均匀带电细棒 所激发的P处电场。21dEqrdl 21qr无限长带电直线211=0, 2=p有限长 带电直线 在 点柱对称例求均匀带电圆环在轴线上任一点p的 场强已知 R 、q 解取dq整个圆环q激发的电场EdEx= dE cos xop dq激发的dE大小:dEy= dE sin 环心处E=？=0 已知s、R 解： 取元dq=sdS方向x例均匀带电圆盘在轴线上一点场强各dq激发xr=s2prdr整个圆盘均匀带电圆盘在轴线上 一点场强：思考：能否由上述结论，求无限大 均匀带电平面s外一点场强？-ss两块等量异号？均匀场作业 补充：半径为R的圆形带电导 线，其带电线密度为 =0cos。求圆心o的电场 强度大小及方向。 O解： 取元dq=dl= Rd例半径为R的圆形带电导线， 其带电线密度为=0cos。 求圆心o的电场强度大小及方向。 OXY各dq激发(3)各分量 OXY圆心电场为0llprdqdq范围:-L/2L/2 dq= d ldq带电圆中心电场强度为零近似于负的点电荷的电场