簡介：第二章剛體的轉動1剛體的定軸轉動一剛體無形變。物體內(nèi)任意兩質點距離保持不變。二平動與轉動1平動剛體內(nèi)任一給定直線在運動中其方位始終保持不變?；钊⑸禉C等。特點各質點的運動狀態(tài)完全一樣。2定軸轉動定義剛體內(nèi)各質點在運動中都繞同一直線作圓周運動，此直線稱為轉軸。轉軸固定稱為定軸轉動。三剛體的定軸轉動特點各點轉動的角位移、角速度、角加速度都相同?？捎媒橇窟M行描述。剛體的運動均可視為平動與定軸轉動的合成。四角速度矢量定義轉軸上的有向線段。RΩΘ大小線段長短方向右手螺旋判定定軸轉動Ω的方向可用正負表示方向。速度M2剛體的角動量轉動動能轉動慣量一角動量1質點的角動量觀察地球繞日運動OΘRMVSINΘ恒量地球的角動量定義LRMV大小和方向2剛體的角動量各質量元角動量之和。轉軸轉動慣量JLJΩ二轉動動能組成剛體各質點的動能之和。三轉動慣量1定義若為連續(xù)分布2物理意義J→M轉動慣性大小的量度。單位KGM2質點系動量MV角動量JΩ例題P106例4RDM在圓盤上取一半徑為R的圓環(huán)RDJR2DMR2Σ2ΠRDR2ΠΣR3DRMR2幾種剛體的轉動慣量見表41J與哪些因素有關決定轉動慣量的因素轉動慣量J∑MIRI2或J∫R2DM是物體轉動慣性大小的量度，它的大小由物體的質量、質量分布和轉軸的位置三個因素來決定。請看下面的實例。O結論1剛體的轉動慣量是由質量、質量分布、轉軸位置三個因素決定的。2同一剛體對不同轉軸的轉動慣量不同，凡是提到轉動慣量，必須指明它是對哪個軸的才有意義。一力矩1定義FRDMFDFRSINΘΘΘ定軸轉動力矩的方向可用正負號表示。若力不在垂直轉軸的平面內(nèi)，則如何2合力矩代數(shù)和。作用3力矩轉動定律3內(nèi)力的力矩OZ取任意兩個質點，分析力矩。R1R2F’12F’21DΘ1Θ2∵R1SINΘ1R2SINΘ2D∴MF’21R2SINΘ2－F’12R1SINΘ10所有的內(nèi)力成對出現(xiàn)，所以有例題有一大型水壩高110米，長1000米，水深100米，求水作用在大壩上的力；及這個力通過大壩基點Q且與X軸平行的軸的力矩。思路力與力矩均是變量，要分部分求和。DFDAYHDF［P0ΡGH－Y］DAL力矩QYDMYDFX二轉動定律導出思路牛頓第二定律。取質點ΔMI，其將繞OZ軸作圓周運動。分析受力ΔMI0ZRIF’IFI切向同乘以RI法向力矩為零，內(nèi)力矩為零。三平行軸定理ZCC過質心轉軸Z’DMJJCMD2例題一質量為M20KG的物體A，用細繩跨過一滑輪B和一彈簧C相連接，如圖所示。已知彈簧的勁度系數(shù)K20NM，滑輪的半徑R01M，繞軸的轉動慣量J003KGM2，設繩與滑輪之間不打滑，A與斜面間及滑輪轉軸處摩擦不計，繩輕且不可伸長，斜面傾角為37，取重力加速度G10MS2，求A下滑的加速度A下滑的最大速率3A從靜止釋放（此時彈簧處于原長）沿斜面下滑的最大距離。ΘMRJK分析這是一個由質點、剛體和彈簧組成的系統(tǒng)。當質點A由靜止釋放后，A沿斜面下滑，滑輪B同時轉動，彈簧被拉長。A開始做邊加速運動，當彈簧被拉到某一長度時，作用在A上的合外力為零，作用在B上的合外力矩亦同時為零，此時A的速度最大，B的角速度最大。若此時A所處的位置為O，則物體A以O為平衡位置在斜面上做諧振動。處理這類問題常用的方法有兩種方法一應用牛頓定律與轉動定律。方法二應用機械能守恒定律。分析滑塊受力選圓盤B為研究對象，受力如圖A就等于滑輪邊緣的切向加速度T2KX由以上四式解得當X06M時，A0X0方向沿斜面向下X06M時，A0方向沿斜面向上由運動學關系知積分得當A0時，X06MVVM12MS4定軸轉動動能定理一力矩的功力的功DWFDS直線運動力矩的功DWMDΘ定軸轉動導出考慮力做功，見圖ΔMFRΘDΘΑDWFCOSΑDSFCOSΑRDΘFRSINΘDΘMDΘ外力矩的功。二動能定理質點W外W內(nèi)EK－EK0剛體導出W外力矩的功，僅在定軸轉動時成立。例題如圖，求1桿處在水平位置的角加速度；2豎直位置的角速度，角加速度；3豎直位置質心與端點的加速度。解1OP2重力矩做功Θ重力矩為0Α03豎直位置，只有法向加速度3角動量定理角動量守恒定律一角動量定理力矩對時間的積累效應動量定理角動量定理導出角動量定理沖量矩二角動量守恒定律若則即可得L、Ω均為恒量。L、Ω乘積為恒量。例題求人在盤上跑一周，人與盤相對地轉動的角度。解見圖Ω’Ω角動量守恒JΩ－J’Ω’0人對臺的角速度人跑一周所需的時間人對地的角度車對地的角度1強相互作用短程力，它使原子核牢固的保持為一個整體，盡管質子間存在很大的排斥作用。2電磁力長程力，它使原子核與電子能聚集在一起形成原子。3弱相互作用短程力，能引起粒子間的某些過程，例如中子和原子的放射性衰變，以及其它粒子的衰變。4引力長程力，在宇宙的構造和演化過程中起主要作用。小常識自然界中的四種基本相互作用宏觀物體之間所能觀測到的，只有電磁力與引力。我們已經(jīng)認識到物質世界千變?nèi)f化的現(xiàn)象，歸根結底只通過這四種基本相互作用起作用。類型作用距離（M）強相互作用弱相互作用電磁相互作用引力相互作用11013102103810151018長長相對強度

簡介：結構工程專討報告自我介紹工材實驗室劉冠廷20101027ABOUTME劉冠廷小鳳梨LITTLEPINEAPPLE19880531臺北市萬華區(qū)柳州街基隆市中正區(qū)巴塞隆納研究方向希望研究材料抗腐蝕相關，興趣取向。長期目標任職公務員，有機會繼續(xù)進修中期目標具備國家考試能力，增加證照短期目標完成分內(nèi)學業(yè)，培養(yǎng)興趣專長工作經(jīng)驗王耀高中數(shù)學櫃臺2006國中全科補習班解題老師20062010鬥牛士牛排鐵板手20052007國中英數(shù)理家教20072010學歷簡介臺北市立老松國民小學臺北市立南門國民中學國立板橋高級中學國立臺灣海洋大學河工系興趣彩妝相關2009已考取彩妝師執(zhí)照檔車2008年已考取大型重型機車駕照電吉他學齡20082010樂器IBANEZJEM555樂風FUNK、日搖空手道黑帶2段，國家C級教練資格國立臺灣海洋大學空手道代表隊公關活動長儀隊板橋高中儀隊特技組公關長戰(zhàn)績眉毛縫6針、大小傷保險理賠15000SHOWTIME

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簡介：第六章萬有引力與航天第六節(jié)經(jīng)典力學的局限性1物體的質量與運動速度有關在經(jīng)典力學中，物體的質量是不隨運動狀態(tài)改變的。但是，按照20世紀初著名物理學家愛因斯坦建立的狹義相對論，質量要隨物體運動速度的增大而增大。物體的質量與運動速度的關系是，式中M0是物體靜止時的質量，M是物體速度為V時的質量，C是真空中的光速。可見，當V＜＜C時，M≈M0；當V趨近于C時，M趨近于無窮大。因此，當物體的速度遠小于真空中的光速時，經(jīng)典力學完全適用；當物體的速度接近光速時，經(jīng)典力學就不適用了。2經(jīng)典力學中速度疊加原理不再成立設河流中的水相對于河岸的速度為船相對于水的速度為則在經(jīng)典力學中，船相對于岸的速度為這似乎是天經(jīng)地義的。但是，這個關系式涉及兩個不同的慣性參考系，而速度總是與位移（空間長度）及時間間隔的測量相聯(lián)系。相對論認為，同一過程的位移和時間的測量在不同參考系中是不同的，因而上式不能成立。（矢量和）3兩種不同的時空觀本節(jié)教材在“科學漫步”欄目時間和空間是什么一文中提到了牛頓和愛因斯坦的兩種不同的時空觀。牛頓認為空間是獨立于物體及其運動而存在的，時間也是獨立于物體及其運動而存在的，這是一種經(jīng)典時空觀。愛因斯坦則認為在研究物體的高速運動（速度接近真空中的光速）時，物體的長度即物體占有的空間，以及物理過程、化學過程，甚至還有生命過程的持續(xù)時間，都與它們的運動狀態(tài)有關，空間與時間不再與物體及其運動無關而獨立存在。這是一種嶄新的時空觀。4經(jīng)典力學難以解釋微觀粒子的運動科學家們發(fā)現(xiàn)，電子、質子、中子等微觀粒子不僅具有粒子性，同時還具有波動性，它們的運動在很多情況下不能用經(jīng)典力學來說明。20世紀20年代量子力學的出現(xiàn)，才很好地揭示了微觀世界的基本規(guī)律。5強引力作用下出現(xiàn)的問題牛頓的萬有引力定律取得了巨大的成就，但在一些問題上也遇到了困難。例如水星的公轉軌道在不斷旋進（參見教材圖761），其實際觀察值要比經(jīng)典力學的預言值多。1915年，愛因斯坦創(chuàng)立的廣義相對論對此則能作出很好的解釋，同時還預言光線經(jīng)過大質量星體附近時會發(fā)生偏轉，且已被觀測證實。另外，根據(jù)牛頓的理論，當天體被壓縮成半徑幾乎為0的一個點時，引力趨于無窮大；而愛因斯坦的理論則認為，引力趨于無窮大發(fā)生在半徑接近一個“引力半徑”的時候，這個引力半徑的值由天體的質量決定。當天體的實際半徑接近引力半徑時，由愛因斯坦和牛頓引力理論計算出的力的差異急劇增大，在強引力情況下牛頓引力理論不再適用。6經(jīng)典力學的適用范圍經(jīng)典力學有它的適用范圍只適用于低速運動，不適用于高速運動；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界；只適用于弱引力情況，不適用于強引力情況。對于高速運動（速度接近真空中的光速），需要應用愛因斯坦的相對論。當物體的運動速度遠小于真空中的光速時，相對論物理學與經(jīng)典物理學的結論沒有區(qū)別。對于微觀世界，需要應用量子力學。當普朗克常數(shù)可以忽略不計時，量子力學和經(jīng)典力學的結論沒有區(qū)別。對于強引力情況，需要應用愛因斯坦引力理論。當天體的實際半徑遠大于它們的引力半徑時，愛因斯坦引力理論和牛頓引力理論計算出的力的差異并不很大。7牛頓的科學方法本節(jié)教材在“科學足跡”欄目牛頓的科學生涯一文中總結了牛頓的科學方法，這些科學方法值得我們借鑒重視實驗重視實驗，從歸納入手，這是牛頓科學方法論的基礎。邏輯推論為了歸納成功，不僅需要大量的可靠資料與廣博的知識，而且要有清晰的邏輯頭腦。數(shù)學歸納事物之間的本質聯(lián)系只有通過數(shù)學才能歸納為能夠測量、應用和檢驗的公式和定律。補充內(nèi)容1狹義相對論的兩個基本假設狹義相對論的整套理論是基于以下兩個基本假設之上的A愛因斯坦相對性原理在不同的參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。B光速不變原理真空中的光速在不同的參考系中都是相同的。2時間的相對性“鐘慢效應”時間的相對性符合以下規(guī)律式中V是運動物體的速度，C是真空中的光速，△T’是運動體中的觀察者觀察到的時間間隔，△T是地面上的觀察者觀察到的時間間隔。由于＜1，所以△T＞△T’，即運動體中的觀察者觀察到的時間間隔變短了，從地面上觀察運動物體的時間變慢了。這就是所謂的“鐘慢效應”。3空間的相對性“尺縮效應”空間的相對性符合以下規(guī)律式中V是運動物體的速度，C是真空中的光速，L’是運動體中的觀察者測得的長度，L是地面上的觀察者測得的長度。＜1，所以L＜L’，即地面上的觀察者觀察到運動體的長度變短了。這就是所謂的“尺縮效應”。由于4相對論速度疊加公式相對論的速度疊加公式為5廣義相對論的兩個基本原理廣義相對論有以下兩條基本原理廣義相對性原理在任何參考系中（包括慣性參考系和非慣性參考系）物理規(guī)律都是相同的。等效原理一個均勻的引力場與一個做勻加速運動得到參考系是等效的。6關于量子力學20世紀20年代，海森堡、薛定諤、玻爾、玻恩、狄拉克等物理學家建立了量子力學。開始，海森堡和薛定諤互相獨立地提出了數(shù)學表達形式不同的理論，后來薛定諤很快就證明了這兩種理論是完全等價的，是對同一事物的兩種描述方式。薛定諤的理論更接近德布羅意的物質波的觀念，也常常稱為波動力學。薛定諤力圖用數(shù)學形式來描述物質的波粒二象性，他從麥克斯韋的光的電磁學說得到啟發(fā)，認為電子的德布羅意波也可以用類似于光波的方式來描述，于是寫出了描述物質波的方程，這就是著名的薛定諤方程。這個方程既描述了電子的物質波的行為，又含有電子的粒子性的特征。量子力學出現(xiàn)以后，在說明原子結構方面迅速取得了巨大的成功，很快地被物理學家所接受?，F(xiàn)在它的應用已遠遠超出原子結構的范圍，成為物理學家研究微觀世界的基本理論工具。本節(jié)知識的應用主要涉及經(jīng)典力學的局限性，以及對相對論與量子力學的初步了解。例1相對論給出了物體在狀態(tài)下所遵循的規(guī)律，量子力學給出了世界所遵循的規(guī)律，愛因斯坦引力理論解決了作用下的相關問題，而經(jīng)典力學只適用于，不適用于。解析相對論給出了物體在高速運動狀態(tài)下所遵循的規(guī)律，量子力學給出了微觀世界所遵循的規(guī)律，愛因斯坦引力理論解決了強引力作用下的相關問題，而經(jīng)典力學只適用于低速運動、宏觀世界和弱引力作用，不適用于高速運動、微觀世界和強引力作用。相對論和量子力學的出現(xiàn)，說明人類對自然界的認識更加廣闊和深入，而不表示經(jīng)典力學失去了意義。歷史上的科學成就不會被新的科學成就所否定，而是作為某些條件下的特殊情形，被包括在新的科學成就之中。例2愛因斯坦與牛頓的時空觀有何不同對此你如何理解提示參閱本節(jié)教材“科學漫步”欄目時間和空間是什么一文。牛頓認為空間是獨立于物體及其運動而存在的，時間也是獨立于物體及其運動而存在的，這是一種經(jīng)典時空觀。愛因斯坦則認為在研究物體的高速運動（速度接近真空中的光速）時，物體的長度即物體占有的空間，以及物理過程、化學過程，甚至還有生命過程的持續(xù)時間，都與它們的運動狀態(tài)有關，空間與時間不再與物體及其運動無關而獨立存在。這是一種嶄新的時空觀。正如時間和空間是什么一文所說，物理學的進展表明，一些看似天真的問題，其答案卻是驚天動地的。人們對空間和時間概念的揚棄與修正，推動著物理學研究的深化，擴展著人類的科學視野。牛頓的時空觀與我們的日常經(jīng)驗十分吻合，但是光憑經(jīng)驗去認識世界是不行的，遇事要多問幾個為什么，多進行些深入的思考，你必將會有所發(fā)現(xiàn)，有所創(chuàng)造。例3地球以3104MS的速度繞太陽公轉時，它的質量增大到靜止質量的多少倍如果物體的速度達到08CC為真空中的光速，它的質量增大到靜止質量的多少倍提示應用狹義相對論質量公式進行計算。例4某列車的靜止時的長度為100M。試問1當它以30MS的速度做勻速直線運動時，對地面的觀察者來說它的長度是多少2假如列車做勻速直線運動的速度達到27108MS，對地面的觀察者來說它的長度又是多少提示應用狹義相對論長度公式進行計算。例5Μ介子是一種基本粒子，質量為電子的208倍，電荷為E和E，速度為09966C。它在靜止時的平均壽命為22106S。據(jù)報道，在一組高能物理實驗中，測得它通過的平均距離為8KM左右，怎樣解釋這一現(xiàn)象提示由“鐘慢效應”進行解釋。例6兩束電子迎面相對運動，每束電子相對地面的速度大小均為09C，試求相對于一束電子靜止的觀察者（即觀察者和該電子束以相同的速度運動）觀察到的另一束電子的速度。提示應用相對論速度疊加公式進行計算。

簡介：新課標人教版課件系列高中物理必修２76經(jīng)典力學局限性教學目標知識與技能1知道牛頓運動定律的適用范圍2了解經(jīng)典力學在科學研究和生產(chǎn)技術中的廣泛應用3知道質量與速度的關系，知道高速運動中必須考慮速度隨時過程與方法通過閱讀課文體會一切科學都有自己的局限性，新的理論會不斷完善和補充舊的理論，人類對科學的認識是無止境的情感、態(tài)度與價值觀通過對牛頓力學適用范圍的討論，使學生知道物理中的結論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認識知識的變化性和無窮性，培養(yǎng)獻身于科學的時代精神教學重點牛頓運動定律的適用范圍教學難點高速運動的物體，速度和質量之間的關系教學方法探究、講授、討論、練習教具準備錄像資料，多媒體課件1經(jīng)典力學的成就和局限性1經(jīng)典力學的成就和局限性一、經(jīng)典力學的發(fā)展過程及偉大成就二、經(jīng)典力學局限性1、不能解決高速運動問題（接近光速）2、不適用于微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現(xiàn)象一、經(jīng)典時空觀（絕對時空觀）（1）同時的絕對性（2）時間間隔的絕對性（3）空間距離的絕對性超新星爆發(fā)的持續(xù)時間2經(jīng)典時空觀與相對論時空觀實際2年時間、長度和質量這三者都與參考系的運動無關。2經(jīng)典時空觀與相對論時空觀二、相對論時空觀（1）同時是相對的（3）動尺變短（4）運動的物體質量變大（1）不同慣性參考系，物理規(guī)律相同2、狹義相對論結論（2）動鐘變慢時間、長度和質量這三者都與參考系的運動有關。相對的絕對的（不變）絕對的與運動無關，絕對的與運動無關，不變的相對的與運動有關，相對的隨速度增加而增大經(jīng)典時空觀與相對論時空觀練習我們認識物理這門學科，已經(jīng)有三年了，同學們，你有沒有意識到自己是幸運的我們從一開始就被直接帶入了這座宏偉壯麗的物理學大廈而這座大廈是由一大批杰出的物理學家前赴后繼、嘔心瀝血構建而成的。今天，我們在了解物理學發(fā)展過程當中，也結識幾個早就和我們所學的知識一同陪伴在我們身邊的物理學界的偉大人物。經(jīng)典力學經(jīng)典物理學體系經(jīng)典力學，熱學、聲學、光學、電磁學伽利略伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律、自由落體規(guī)律、力學相對性原理經(jīng)典力學第一次比較完整表述了慣性定律解決了完全彈性碰撞問題發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律經(jīng)典力學牛頓創(chuàng)立了完整的經(jīng)典力學經(jīng)典力學之父天地四方古往今來發(fā)生的一切現(xiàn)象都能夠用力學來描述阿爾伯特愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論普朗克創(chuàng)立量子力學經(jīng)典物理對物理學思想和科學方法作了重點總結，它只適用于宏觀低速的物體；相對論和量子論則適用于微觀高速粒子的運動。因此，相對論和量子力學的建立并不是對經(jīng)典力學的否定。RETURN檢測題有關科學家和涉及的事實，正確的說法是A哥白尼創(chuàng)立了日心說B伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律C惠更斯解決了彈性碰撞問題D愛因斯坦提出了量子論AC檢測題一列火車以速度V相對地面運動如果地面上的人測得，某光源發(fā)出的閃光同時到達車廂的前壁和后壁，以下說法中正確的是A火車上的人測得，閃光先到達前壁B火車上的人測得，閃光先到達后壁C火車上的人測得，閃光同時到達車廂的前壁和后壁D條件不足，無法確定A檢測題有三個完全相同的時鐘，時鐘A放在地面上，時鐘B、C分別放在兩個火箭上，以速度VB和VC朝同一方向飛行，VB＜VC對于地面上的觀察者來說，則以下說法中正確的是A時鐘A走得最慢B時鐘B走得最慢C時鐘C走得最慢D時鐘C走得最快C檢測題如果有一支靜止時長30M的火箭，以光速的二分之一的速度從觀察者的身邊掠過，以下說法中正確的是A地面上的觀察者測得的火箭長為30MB地面上的觀察者測得的火箭長小于30MC地面上的觀察者測得的火箭長大于30MD火箭上的觀察者測得的火箭長為30MBD檢測題有關物體的質量與速度的關系的說法正確的是A物體的質量與物體的運動速度無關B物體的質量隨物體的運動速度增大而增大C物體的質量隨物體的運動速度增大而減少D當物體的運動速度接近光速時，質量趨于零B按照狹義相對論，不僅“同時”是相對的，有時候，甚至事情的先后也都是相對的。舉一個例子，一節(jié)長為10米的列車，A在車后部，B在車前部。當列車以06C的高速度通過一個站臺的時候突然站臺上的人看到A先向B開槍過了125毫微秒B又向A發(fā)射。因而站臺上的人作證這場槍戰(zhàn)是由A挑起的。但是，車上的乘客卻提供相反的情況，他們說，是B先開槍，過了10毫微秒，A才動手。事件是由B發(fā)動的。到底是誰先動手呢沒有絕對的答案。在這個具體事件中，誰先誰后是有相對性的。在列車參考系中，B先A后，而在車站參考系中則是A先B后。選擇的參考系不同，對運動的描述就不同例如讓兩小球從同一高度同時自由下落。符合牛頓運動定律不符合牛頓運動定律RETURN

簡介：高中物理新人教版必修２系列課件66經(jīng)典力學局限性教學目標知識與技能1知道牛頓運動定律的適用范圍2了解經(jīng)典力學在科學研究和生產(chǎn)技術中的廣泛應用3知道質量與速度的關系，知道高速運動中必須考慮速度隨時過程與方法通過閱讀課文體會一切科學都有自己的局限性，新的理論會不斷完善和補充舊的理論，人類對科學的認識是無止境的情感、態(tài)度與價值觀通過對牛頓力學適用范圍的討論，使學生知道物理中的結論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認識知識的變化性和無窮性，培養(yǎng)獻身于科學的時代精神教學重點牛頓運動定律的適用范圍教學難點高速運動的物體，速度和質量之間的關系教學方法探究、講授、討論、練習1經(jīng)典力學的成就和局限性1經(jīng)典力學的成就和局限性一、經(jīng)典力學的發(fā)展過程及偉大成就二、經(jīng)典力學局限性1、不能解決高速運動問題（接近光速）2、不適用于微觀領域中物質結構和能量不連續(xù)的現(xiàn)象一、經(jīng)典時空觀（絕對時空觀）（1）同時的絕對性（2）時間間隔的絕對性（3）空間距離的絕對性超新星爆發(fā)的持續(xù)時間2經(jīng)典時空觀與相對論時空觀實際2年時間、長度和質量這三者都與參考系的運動無關。2經(jīng)典時空觀與相對論時空觀二、相對論時空觀（1）同時是相對的（3）動尺變短（4）運動的物體質量變大（1）不同慣性參考系，物理規(guī)律相同2、狹義相對論結論（2）動鐘變慢時間、長度和質量這三者都與參考系的運動有關。相對的絕對的（不變）絕對的與運動無關，絕對的與運動無關，不變的相對的與運動有關，相對的隨速度增加而增大經(jīng)典時空觀與相對論時空觀練習我們認識物理這門學科，已經(jīng)有三年了，同學們，你有沒有意識到自己是幸運的我們從一開始就被直接帶入了這座宏偉壯麗的物理學大廈而這座大廈是由一大批杰出的物理學家前赴后繼、嘔心瀝血構建而成的。今天，我們在了解物理學發(fā)展過程當中，也結識幾個早就和我們所學的知識一同陪伴在我們身邊的物理學界的偉大人物。經(jīng)典力學經(jīng)典物理學體系經(jīng)典力學，熱學、聲學、光學、電磁學伽利略伽利略發(fā)現(xiàn)慣性定律、自由落體規(guī)律、力學相對性原理經(jīng)典力學第一次比較完整表述了慣性定律解決了完全彈性碰撞問題發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律經(jīng)典力學牛頓創(chuàng)立了完整的經(jīng)典力學經(jīng)典力學之父天地四方古往今來發(fā)生的一切現(xiàn)象都能夠用力學來描述阿爾伯特愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論普朗克創(chuàng)立量子力學經(jīng)典物理對物理學思想和科學方法作了重點總結，它只適用于宏觀低速的物體；相對論和量子論則適用于微觀高速粒子的運動。因此，相對論和量子力學的建立并不是對經(jīng)典力學的否定。RETURN檢測題有關科學家和涉及的事實，正確的說法是A哥白尼創(chuàng)立了日心說B伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律C惠更斯解決了彈性碰撞問題D愛因斯坦提出了量子論AC檢測題一列火車以速度V相對地面運動如果地面上的人測得，某光源發(fā)出的閃光同時到達車廂的前壁和后壁，以下說法中正確的是A火車上的人測得，閃光先到達前壁B火車上的人測得，閃光先到達后壁C火車上的人測得，閃光同時到達車廂的前壁和后壁D條件不足，無法確定A檢測題有三個完全相同的時鐘，時鐘A放在地面上，時鐘B、C分別放在兩個火箭上，以速度VB和VC朝同一方向飛行，VB＜VC對于地面上的觀察者來說，則以下說法中正確的是A時鐘A走得最慢B時鐘B走得最慢C時鐘C走得最慢D時鐘C走得最快C檢測題如果有一支靜止時長30M的火箭，以光速的二分之一的速度從觀察者的身邊掠過，以下說法中正確的是A地面上的觀察者測得的火箭長為30MB地面上的觀察者測得的火箭長小于30MC地面上的觀察者測得的火箭長大于30MD火箭上的觀察者測得的火箭長為30MBD檢測題有關物體的質量與速度的關系的說法正確的是A物體的質量與物體的運動速度無關B物體的質量隨物體的運動速度增大而增大C物體的質量隨物體的運動速度增大而減少D當物體的運動速度接近光速時，質量趨于零B按照狹義相對論，不僅“同時”是相對的，有時候，甚至事情的先后也都是相對的。舉一個例子，一節(jié)長為10米的列車，A在車后部，B在車前部。當列車以06C的高速度通過一個站臺的時候突然站臺上的人看到A先向B開槍過了125毫微秒B又向A發(fā)射。因而站臺上的人作證這場槍戰(zhàn)是由A挑起的。但是，車上的乘客卻提供相反的情況，他們說，是B先開槍，過了10毫微秒，A才動手。事件是由B發(fā)動的。到底是誰先動手呢沒有絕對的答案。在這個具體事件中，誰先誰后是有相對性的。在列車參考系中，B先A后，而在車站參考系中則是A先B后。選擇的參考系不同，對運動的描述就不同例如讓兩小球從同一高度同時自由下落。符合牛頓運動定律不符合牛頓運動定律RETURN再見

簡介：電動力學第7講第一章電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律515電磁場的能量和動量教師姓名宗福建單位山東大學物理學院2014年9月28日山東大學物理學院宗福建1山東大學物理學院宗福建2上一講復習1、介質的極化宏觀電偶極距分布用電極化強度矢量P描述，它等于物理小體積ΔV內(nèi)的總電偶極距與ΔV之比，式中PI為第I個分子的電偶極距，求和符號表示對ΔV內(nèi)所有分子求和。山東大學物理學院宗福建3上一講復習1、介質的極化引入電位移矢量D定義為則，山東大學物理學院宗福建4上一講復習2、介質的極化實驗指出，各種介質材料有不同的電磁性能，D和E的關系也有多種形式。對于一般各向同性線性介質，極化強度P和E之間有簡單的線性關系山東大學物理學院宗福建5上一講復習2、介質的磁化介質磁化后，出現(xiàn)宏觀磁偶極距分布，用磁化強度M表示，它定義為物理小體積ΔV內(nèi)的總磁偶極距與ΔV之比，山東大學物理學院宗福建6上一講復習2、介質的磁化引入磁場強度H，定義為則，山東大學物理學院宗福建7上一講復習2、介質的磁化實驗指出，對于各向同性非鐵磁物質，磁化強度M和H之間有簡單的線性關系山東大學物理學院宗福建8上一講復習3、介質中的麥克斯韋方程組為介質方程為山東大學物理學院宗福建9上一講復習積分形式山東大學物理學院宗福建10上一講復習4、法向分量的躍變山東大學物理學院宗福建11上一講復習5、切向分量的躍變山東大學物理學院宗福建12上一講復習矢量形式山東大學物理學院宗福建13上一講習題解答9證明均勻介質內(nèi)部的體極化電荷密度總是等于體自由電荷密度的倍。證山東大學物理學院宗福建14上一講習題解答9證明均勻介質內(nèi)部的體極化電荷密度總是等于體自由電荷密度的倍。證山東大學物理學院宗福建15上一講習題解答13、用邊值關系證明在絕緣介質與導體的分界而上，在靜電情況下，導體外的電場線總是垂直于導體表面；在恒定電流情況下，導體內(nèi)電場線總是平行于導體表面。證本講內(nèi)容場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律場的能量密度場的能流密度電磁能量的傳輸場和電荷系統(tǒng)的動量守恒定律場的動量密度場的動量流密度山東大學物理學院宗福建16電磁場的能量和能流電磁場是一種物質，它具有內(nèi)部運動。電磁場的運動和其他物質運動形式相比有它特殊性的一面，但同時也有普遍性的一面，即電磁場運動和其他物質運動形式之間能夠互相轉化。這種普遍性的反映是各種運動形式有共同的運動量度能量。我們對一種新的運動形態(tài)的認識是通過它和已知的運動形態(tài)的能量守恒定律來得到的。下面我們將通過電磁場和帶電物體相互作用過程中，電磁場的能量和帶電體運動的機械能互相轉化來求出電磁場的能量表達式。山東大學物理學院宗福建17場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式以天線輻射電磁波的過程為例在這過程中，電磁能量隨著電磁波的運動不斷地從天線傳向遠方。在空間各點上，都可以接受到電磁波的能量，但是同一接收器在不同點上的接受功率是不同的，它與離天線的距離有關，而且也和方向有關。由此可見，能量是按一定方式分布于場內(nèi)的，而且由于場在運動著，場能量不是固定的分布于空間中，而是隨著場的運動而在空間中傳播。山東大學物理學院宗福建18場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式因此，我們需要引入兩個物理量來描述電磁場的能量（1）場的能量密度W，它是場內(nèi)單位體積的能量，是空間位置X和時間T的函數(shù)，WWXT；（2）場的能流密度S它描述能量在場內(nèi)的傳播。S在數(shù)值上等于單位時間垂直流過單位橫截面的能量，其方向代表能量傳輸方向。山東大學物理學院宗福建19場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式場和電荷相互作用時，能量就在場和電荷之間轉移。例如在接收電磁波的過程中，電磁場作用于接收天線的自由電荷上，引起天線上的電流，電磁波的一部分能量即轉化為接收系統(tǒng)上的電磁能量。由此，場和電荷之間，場的一區(qū)域與另一區(qū)域之間，都可能發(fā)生能量轉移。在轉移過程中總能量是守恒的。山東大學物理學院宗福建20場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式考慮空間某區(qū)域V，其界面為S。設V內(nèi)有電荷電流分布Ρ和J。能量守恒定律要求單位時間通過界面S流入V內(nèi)的能量等于場對V內(nèi)電荷作功的功率與V內(nèi)電磁場能量增加率之和。山東大學物理學院宗福建21場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式以F表示場對電荷作用力密度，V表示電荷運動速度，則場對電荷系統(tǒng)所作的功率為山東大學物理學院宗福建22V內(nèi)場的能量增加率為通過界面S的流入V內(nèi)的能量為場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式能量守恒的積分形式是山東大學物理學院宗福建23相應的微分形式為場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的一般形式若V包括整個空間，則通過無限遠界面的能量應為零。這時能量守恒式左邊的面積分為零，因而此式表示場對電荷所作的功率等于場的總能量減小率，因此場和電荷的總能量守恒。山東大學物理學院宗福建24電磁場能量密度和能流密度表示式由洛侖茲力密度公式得山東大學物理學院宗福建25電磁場能量密度和能流密度表示式由MAXWELL方程組得山東大學物理學院宗福建26電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建27電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建28電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建29能流密度能量密度電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建30半徑為A，均勻帶電導體球Q所激發(fā)的電場強度為電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建31總靜電能量為電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建32半徑為A，均勻帶電介質球體電荷Q所激發(fā)的電場強度為電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建33總靜電能量為電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建34總靜電能量為若取電子的經(jīng)典半徑RE使則，電磁能量的傳輸在電磁波情形中，能量在場中傳播的實質，一般是容易理解的。但是在恒定電流或低頻交流電情況下，由于通常只需要解電路方程，不必直接研究電磁場量，人們往往忽視能量在場中傳播的實質。事實上在這情形下電磁能量也是在場中傳輸?shù)摹Ｔ陔娐分?，物理系統(tǒng)的能量包括導線內(nèi)部電子運動的動能和導線周圍空間的電磁場能量。山東大學物理學院宗福建35電磁能量的傳輸一般金屬導體內(nèi)有N1023CM3對于1AMM2電流密度來說，J106AM2電子電荷E161019C，把這些數(shù)值代入JNQV得V6105MS。由此可見，導體內(nèi)自由電子平均漂移速度是很小的，相應的動能也很小。而且，在恒定情況下，整個回路（包括負載電阻上），電流I都有相同的值，因此，電子運動的能量并不是供給負載上消耗的能量。在負載上以及在導線上消耗的功率完全是在場中傳輸?shù)摹Ｉ綎|大學物理學院宗福建36山東大學物理學院宗福建37山東大學物理學院宗福建38山東大學物理學院宗福建39電磁場的動量物質都是在運動著，而又通過相互作用，使得運動形式發(fā)生轉化。關于物質運動形式的轉化，有兩條基本的守恒定律能量守恒定律和動量守恒定律。山東大學物理學院宗福建40電磁場的動量電磁場和帶電物質之間有相互作用。場對帶電粒子施以作用力，粒子受力后，它的動量發(fā)生變化，同時電磁場本身的狀態(tài)也發(fā)生相應的改變。事實上，當電磁波入射于物體上時，物體內(nèi)的帶電粒子受到電磁場的作用，使整個物體受到一定的總力。物體受力后，它的動量會發(fā)生變化，同時電磁波也被反射或吸收而改變了它的空間用動狀態(tài)。在這相互作用過程中，入射電磁場的動量轉移到物體上，同時電磁場的動量亦發(fā)生相應的改變。山東大學物理學院宗福建41電磁場的動量密度和動量流密度考慮空間某一區(qū)域其內(nèi)有一定電荷分布區(qū)域內(nèi)的場和電荷之間由于相互作用而發(fā)生動量轉移區(qū)域內(nèi)的場和區(qū)域外的場也通過界面發(fā)生動量轉移由于動量守恒，單位時間從區(qū)域外通過界面S傳入?yún)^(qū)域V內(nèi)的動量應等于V內(nèi)電荷的動量變化率加上V內(nèi)電磁場的動量變化率；山東大學物理學院宗福建42電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建43電磁場的動量密度和動量流密度由于麥克斯韋方程組是電磁場的基本動力學方程，由麥克斯韋方程組和洛倫茲力公式應該可以導出電磁場和電荷體系的動量守恒定律。山東大學物理學院宗福建44電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建45電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建46電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建47電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建48電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建49電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建50電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建51電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建52電磁場的動量密度和動量流密度山東大學物理學院宗福建53光壓現(xiàn)象在一般光波和無線電波情形中，輻射壓強是不大的。例如太陽輻射在地球表面上的能流密度為135103WM2，算出輻射壓強僅為106PA。但是近年制成的激光器能產(chǎn)生聚集的強光，可以在小面積上產(chǎn)生巨大的輻射壓力。在天文領域，光壓起著重要作用。光壓在星體內(nèi)部可以和萬有引力相抗衡，從而對星體構造和發(fā)展起著重要作用。在微觀領域，電磁場的動量也表現(xiàn)得很明顯。帶有動量K的光子與電子碰撞時服從能量和動量守恒定律，正如其他粒子相互碰撞情形一樣。山東大學物理學院宗福建54本講總結能量守恒的積分形式是相應的微分形式為山東大學物理學院宗福建55本講總結電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建56本講總結山東大學物理學院宗福建57電磁場的動量密度和動量流密度本講總結山東大學物理學院宗福建58電磁場的動量密度和動量流密度第1章真空中的MAXWELL方程組11電荷和電場1庫侖定律2、定義電場強度EFQE3、靜電場的散度和旋度山東大學物理學院宗福建59第1章真空中的MAXWELL方程組12電流和磁場畢奧薩伐爾（BIOTSAVART）定律磁場的散度和旋度山東大學物理學院宗福建60第1章真空中的MAXWELL方程組真空中的靜電、靜磁場電磁感應定律山東大學物理學院宗福建61第1章真空中的MAXWELL方程組位移電流假設山東大學物理學院宗福建62第1章真空中的MAXWELL方程組13真空中的MAXWELL方程組山東大學物理學院宗福建63第1章真空中的MAXWELL方程組14介質中的MAXWELL方程組山東大學物理學院宗福建64第1章真空中的MAXWELL方程組14介質中的MAXWELL方程組山東大學物理學院宗福建65第1章真空中的MAXWELL方程組15電磁場的能量和動量能量守恒的積分形式是相應的微分形式為電磁場能量密度和能流密度表示式山東大學物理學院宗福建66第1章真空中的MAXWELL方程組15電磁場的能量和動量動量守恒的積分形式是相應的微分形式為電磁場動量密度和動量流密度表示式山東大學物理學院宗福建67第1章真空中的MAXWELL方程組1、直接給出庫侖定律的數(shù)學表達式，寫明其中各個符號的物理意義。并推導出真空中靜電場散度和旋度的公式。2、直接給出畢奧薩伐爾定律的數(shù)學表達式，寫明其中各個符號的物理意義，并推導出真空中靜磁場散度和旋度的公式。3、直接給出法拉第電磁感應定律的積分形式和微分形式，寫明其中各個符號的物理意義。山東大學物理學院宗福建68第1章真空中的MAXWELL方程組4、直接給出真空中麥可斯韋方程組的積分形式和微分形式，寫明其中各個符號的物理意義。5、場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的積分形式和微分形式，電磁場能量密度和能流密度表達式。6、場和電荷系統(tǒng)的動量守恒定律的積分形式和微分形式，動量密度和動量流密度表達式。7、設想存在孤立磁荷磁單極子，試改寫MAXWELL方程組，以包括磁荷密度ΡM和磁流密度JM的貢獻。山東大學物理學院宗福建69第1章真空中的MAXWELL方程組山東大學物理學院宗福建70電動力學課程考試辦法⑴閉卷筆試占70；⑵課堂學習占10；⑶課下作業(yè)占10；4小論文占10。山東大學物理學院宗福建71小論文要求1格式正確，具體格式要求同中文核心期刊正式論文；2內(nèi)容新穎、充實，經(jīng)過自己的獨立思考；3嚴禁從網(wǎng)絡上直接下載，嚴禁互相抄襲；4論文書寫用時應在10課時以上，字數(shù)應5K；510月份開始安排宣講小論文62014年12月31日前網(wǎng)上提交小論文。山東大學物理學院宗福建72課下作業(yè)補充題1、場和電荷系統(tǒng)的能量守恒定律的積分形式和微分形式，電磁場能量密度和能流密度表達式。2、場和電荷系統(tǒng)的動量守恒定律的積分形式和微分形式，動量密度和動量流密度表達式。山東大學物理學院宗福建73

簡介：電動力學第3講第一章電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律111電荷和電場教師姓名宗福建單位山東大學微電子學院2016年9月13日上一講復習山東大學物理學院宗福建2上一講復習山東大學物理學院宗福建3上一講復習山東大學物理學院宗福建4上一講復習山東大學物理學院宗福建5上一講復習山東大學物理學院宗福建6上一講復習山東大學物理學院宗福建7上一講復習山東大學物理學院宗福建8上一講復習山東大學物理學院宗福建9上一講復習山東大學物理學院宗福建10上一講復習山東大學物理學院宗福建11上一講復習山東大學物理學院宗福建12上一講習題簡答1、根據(jù)算符▽的微分性與矢量性，推導下列公式山東大學物理學院宗福建13上一講習題簡答山東大學物理學院宗福建14上一講習題簡答山東大學物理學院宗福建15上一講習題簡答山東大學物理學院宗福建16上一講習題簡答山東大學物理學院宗福建17上一講習題簡答山東大學物理學院宗福建18第一章電磁現(xiàn)象的普遍規(guī)律在本章中，我們把電磁現(xiàn)象的實驗定律總結提高為電磁場的普遍規(guī)律。山東大學物理學院宗福建19我們先分析靜電場和靜磁場的實驗定律，再研究變動情況下新的實驗定律，由此總結出麥克斯韋方程組和洛侖茲公式。這些方程是宏觀電磁場論的理論基礎。在以后各章中將應用它們來解決各種與電磁場有關的問題。電荷與電場電荷電是物質的一種基本屬性構成物質的許多基本粒子都帶有正電或負電，但其電荷都精確地等于基本電荷E，這表明自然界中的電荷都是以E的整數(shù)倍出現(xiàn)。電子的電荷E16X1019庫侖電子的質量ME91X1031KG山東大學物理學院宗福建20電荷與電場電荷若取電子的經(jīng)典半徑RE使則，RE28X1015M實際上，實驗觀察發(fā)現(xiàn)，在1019M范圍內(nèi)，電子仍然象一個點粒子。山東大學物理學院宗福建21太陽系與氫原子對比太陽系的主角是位居中心的太陽，它是一顆光譜分類為G2V的主序星，擁有太陽系內(nèi)已知質量的999，并以萬有引力主宰著太陽系。氫原子的主角是位居中心的質子，質子電子的質量比為1840，占氫原子內(nèi)已知質量的999，并以電磁引力主宰著氫原子。電子有自旋，地球有自轉。山東大學物理學院宗福建22太陽系與氫原子對比太陽半徑為7X105KM，太陽系半徑（近日點）6X109KM，太陽系與太陽半徑比為104。1AU1天文單位距離15X108KM質子半徑為15X1015M，氫原子的半徑為53X1011M，氫原子與質子半徑比為35X104。山東大學物理學院宗福建23太陽系與氫原子對比太陽質量1989X1030KG地球質量5979X1024KG。質量比33X105。相當于原子量180相當于原子序數(shù)為72HF73TA的原子。山東大學物理學院宗福建24鉿（HF）是一種化學元素，它的化學符號是HF，它的原子序數(shù)是72，原子量17849，屬周期系ⅣB族。鉭（TA）是一種化學元素，它的化學符號是TA，它的原子序數(shù)是73，原子量18095，屬周期系ⅣB族。太陽系與氫原子對比1HE氦1S22NE氖HE2S22P63AR氬NE3S23P64KR氪AR3D104S24P65XE氙KR4D105S25P66HF鉿XE4F145D26S26TA鉭XE4F145D36S2山東大學物理學院宗福建25我們的宇宙恒星間平均距離1016M5光年銀河系半徑5X104光年1020M銀河系恒星數(shù)4X1012個星系間平均距離2X106光年距地球最近的河外星系仙女座100萬光年人們所認識的最外的星系1010光年星系總數(shù)1012個1024顆恒星，約1MOL太陽系電荷與電場體電荷密度為了更簡明地描述電荷在空間的分布，引入體電荷密度概念。假設電荷是致密連續(xù)分布時，可用積分的方法求出任意區(qū)域內(nèi)的總電荷。山東大學物理學院宗福建27電荷與電場點電荷的表示法在許多實際應用中，電荷分布并非都采用連續(xù)性模型。當帶電體的尺度與觀察尺度相比極其微小，以致于其形狀和大小的因素可以忽略不計的情況下，可以把帶電體抽象為點電荷。山東大學物理學院宗福建28電荷與電場點電荷的表示法山東大學物理學院宗福建29電荷與電場點電荷的表示法山東大學物理學院宗福建301電荷和電場1庫侖定律庫侖定律是靜電現(xiàn)象的基本實驗定律，它表達如下真空中靜止點電荷Q對另一個靜止點電荷的Q’作用力F為式中R為由Q到的Q’徑矢，Ε0真空電容率（真空介電常量）。山東大學物理學院宗福建31COULOMBSLAWCOULOMBSLAWCOULOMBSINVERSESQUARELAWISALAWOFPHYSICSDESCRIBINGTHEELECTROSTATICINTERACTIONBETWEENELECTRICALLYGEDPARTICLESTHELAWWASFIRSTPUBLISHEDIN1784BYFRENCHPHYSICISTLESAUGUSTINDECOULOMBWASESSENTIALTOTHEDEVELOPMENTOFTHETHEYOFELECTROMAGISMITISANALOGOUSTOISAACNEWTONSINVERSESQUARELAWOFUNIVERSALGRAVITATIONCOULOMBSLAWCANBEUSEDTODERIVEGAUSSSLAWVICEVERSATHELAWHASBEENTESTEDHEAVILYALLOBSERVATIONSHAVEUPHELDTHELAWSPRINCIPLECOULOMBSLAWCOULOMBSLAWSTATESTHATTHEMAGNITUDEOFTHEELECTROSTATICFCEOFINTERACTIONBETWEENTWOPOINTGESISDIRECTLYPROPTIONALTOTHESCALARMULTIPLICATIONOFTHEMAGNITUDESOFGESINVERSELYPROPTIONALTOTHESQUAREOFTHEDISTANCEBETWEENTHEMTHEFCEISALONGTHESTRAIGHTLINEJOININGTHEMIFTHETWOGESHAVETHESAMESIGNTHEELECTROSTATICFCEBETWEENTHEMISREPULSIVEIFTHEYHAVEDIFFERENTSIGNSTHEFCEBETWEENTHEMISATTRACTIVE1電荷和電場庫侖定律只是從現(xiàn)象上給出兩電荷之間作用力的大小和方向，它并沒有解決這作用力的物理本質問題。對庫侖定律可以有不同的物理解釋。一種觀點認為兩電荷之間作用力是直接的超距作用，即一個電荷把作用力直接施加于另一電荷上；另一種觀點是相互作用通過電場來傳遞的，而不是直接的超距作用。實踐證明通過場來傳遞相互作用的觀點是正確的。山東大學物理學院宗福建34山東大學物理學院宗福建35它的方向沿試探電荷受力的方向，大小與試探點電荷無關。給定Q，它僅是空間點函數(shù)，因而靜電場是一個矢量場。電荷周圍空間存在電場即任何電荷都在自己周圍空間激發(fā)電場。1電荷和電場假設一個電荷周圍的空間存在著一種特殊的物質，稱為電場。另一電荷處于該電場內(nèi)，就受到電場的作用力。對電荷有作用力是電場特征性質，我們就利用這性質來描述該點上的電場。用一個單位試驗電荷在場中所受的力來定義電荷所在點X上的電場強度EX。電荷Q’在電場E中所受的力F為山東大學物理學院宗福建361電荷和電場一個靜止點電荷Q所激發(fā)的電場強度為山東大學物理學院宗福建371電荷和電場由實驗知道，電場具有疊加性，即多個電荷所激發(fā)的電場等于每個電荷所激發(fā)的電場的矢量和。設第I個電荷QI到P點的距離為RI則P點上的總電場強度E為山東大學物理學院宗福建381電荷和電場在許多實際情況下可以把電荷看作連續(xù)分布于某一區(qū)域內(nèi)。在V內(nèi)某點X上取一個體積元DV，在DV內(nèi)所含的電荷DQ等于該點上的電荷密度ΡX乘以體積DV山東大學物理學院宗福建391電荷和電場設由源點X’到場點X的距離為R則P點上的電場強度E為式中積分遍及電荷分布區(qū)域。山東大學物理學院宗福建401電荷和電場在許多實際情況下可以把電荷看作連續(xù)分布于某一區(qū)域內(nèi)。設電荷連續(xù)分布于區(qū)域V內(nèi)。在V內(nèi)某點X上取一個體積元DV，在DV內(nèi)所含的電荷DQ等于該點上的電荷密度ΡX乘以體積DV山東大學物理學院宗福建411電荷和電場對于線電荷及面電荷分布情況山東大學物理學院宗福建42哈米頓HAMILTON算子山東大學物理學院宗福建43哈米頓HAMILTON算子山東大學物理學院宗福建44ΔX的性質山東大學物理學院宗福建45ΔX的性質山東大學物理學院宗福建46ΔX的性質山東大學物理學院宗福建47ΔX的性質山東大學物理學院宗福建48ΔX的性質山東大學物理學院宗福建49電場的散度山東大學物理學院宗福建50電場的散度山東大學物理學院宗福建51電場的散度山東大學物理學院宗福建52高斯定理山東大學物理學院宗福建53GAUSSSLAWINPHYSICSGAUSSSLAWALSOKNOWNASGAUSSSFLUXTHEEMISALAWRELATINGTHEDISTRIBUTIONOFELECTRICGETOTHERESULTINGELECTRICFIELDTHELAWWASFMULATEDBYCARLFRIEDRICHGAUSSIN1835BUTWASNOTPUBLISHEDUNTIL1867GAUSSSLAWGAUSSSLAWSTATESTHATTHEELECTRICFLUXTHROUGHANYCLOSEDSURFACEISEQUALTO1ΕTIMESTHEELECTRICGEENCLOSEDWITHINTHATCLOSEDSURFACE電場的旋度山東大學物理學院宗福建56靜電場的散度和旋度山東大學物理學院宗福建57例題例電荷Q均勻分布于半徑為A的球內(nèi)，求各點的電場強度，并由此直接計算電場的散度。山東大學物理學院宗福建58例題解作半徑為R的球（與電荷球體同心）由對稱性，在球面上各點的電場強度有相同的數(shù)值E，并沿徑向。當RA時，球面所圍的總電荷位Q，由高斯定理得山東大學物理學院宗福建59例題寫成矢量式得山東大學物理學院宗福建60例題若RA，則球面所圍電荷為山東大學物理學院宗福建61例題應用高斯定理得山東大學物理學院宗福建62例題應用高斯定理得山東大學物理學院宗福建63例題現(xiàn)在計算電場的散度。當RA時，在這區(qū)域R≠0，由直接計算可得山東大學物理學院宗福建64例題當RA時，由直接計算可得山東大學物理學院宗福建65例題由這個例子我們看出散度概念的局域性質。雖然對于任一個包圍著電荷的曲面都有電通量，但是散度只存在于有電荷分布的區(qū)域內(nèi)，在沒有電荷分布的空間中電場的散度為零。山東大學物理學院宗福建66點電荷的場一個靜止點電荷Q所激發(fā)的電場強度為山東大學物理學院宗福建67線電荷的場線電荷Λ所激發(fā)的電場強度為山東大學物理學院宗福建68面電荷的場面電荷Σ所激發(fā)的電場強度為山東大學物理學院宗福建69體電荷的場體電荷Ρ所激發(fā)的電場強度為山東大學物理學院宗福建70本講總結1庫侖定律庫侖定律是靜電現(xiàn)象的基本實驗定律，它表達如下真空中靜止點電荷Q對另一個靜止點電荷的Q‘作用力F為式中R為由Q到的Q徑矢，Ε0真空電容率（真空介電常量）。山東大學物理學院宗福建71本講總結2、靜電場的散度和旋度山東大學物理學院宗福建72QQ帳號QQ群79215290QQ976659867請同學們將個人頭像發(fā)送到976659867以“學號姓名”為文件名山東大學物理學院宗福建73作業(yè)教材第34頁習題56補充題直接給出庫侖定律的數(shù)學表達式，寫明其中各個符號的物理意義。并推導出真空中靜電場的下列公式山東大學物理學院宗福建74謝謝

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