电磁学-第1-2课时(09物本)

掺杂纳米颗粒对二嵌段共聚物微相结构的影响,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电 磁 学,Electromagnetics,温州大学物理与电子信息工程学院,主讲教师：,李士本,副教授,http:/,郑亦庄,教授,静电的基本现象和基本规律,课程体系与课程内容,课程意义与学习方法,静电基本现象与规律,例题分析与课堂小结,温州大学物理与电子信息工程学院,一,.,课程体系与课程内容,课程体系,温州大学物理与电子信息工程学院,电 磁 学,力 学,热 学,高等数学,前导课程,光 学,电动力学,电 工 学,电子技术,原子物理,固体物理,物理专业类,关联课程,后续课程,量子力学,静电场,恒磁场,电磁感应,非物理专业类,电磁介质,电 路,麦克斯韦电磁理论,电磁学与电动力学是电磁现象的理论分析，而电工学和电子技术相对而言属于实践课程,电磁学从实验提炼理论，而电动力学注重于数学语言表达定理规律,课程内容,课程体系与课程内容,温州大学物理与电子信息工程学院,章节结构,课程体系与课程内容,温州大学物理与电子信息工程学院,章节结构,学时分配,课程体系与课程内容,温州大学物理与电子信息工程学院,章 节,标 题,学时数,第一章,静电场,16,第二章,恒磁场,12,第三章,电磁感应 电磁场的相对论变换,8,第四章,电磁介质,10,第五章,电路,12,第六章,麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制,6,合计,64,课程意义,二,.,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,电磁学主要人物,法拉第及其夫人,电场和电场线,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,麦克斯韦方程组和电磁波,某一时刻的电磁波图像,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,电磁学应用举例,这些“脚印”烟花弹，也不是靠普通的引线点燃，而是通过电子打火装置引燃的。这些烟花弹也被叫做“芯片烟花弹”，每一颗烟花弹的内部都安装了一枚电子芯片。这些芯片通过微波接收电脑的讯号，在由电脑程序指定的时间爆炸，从而在空中组成一幅精确而灿烂的画面。,脚印烟花,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,电磁轨道炮,2008,年,1,月,31,日上午，美国海军在达尔格伦水面作战研究中心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,飞行中的电磁轨道炮弹丸,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,即将命中目标,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,命中目标瞬间,课程意义与学习方法,温州大学物理与电子信息工程学院,学习方法,学习要求,参考书籍,课堂要求,课后作业,课外练习,考研试题,教材类：,电磁学,第二版 贾起民 郑永令 陈暨耀编 高等教育出版社,2001,年,电磁学及其应用,第,5,版，,Kraus Fleisch,清华大学出版社，,2001,年,习题类：,物理学大题典,-,电磁学与电动力学,第,1,版，张永德主编， 科学出版,社 ，,2005,年,三,.,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,两种电荷,摩擦起电,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,所有实验结论,:,自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,电荷检验存储与起电机,验电器,范德格拉夫起电机,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,静电感应与电荷守恒定律,现象,结论,电荷既不能被创造也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分,电荷守恒定律,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,导体、绝缘体和半导体,现象,结论,导体：电荷能迅速转移的物体,绝缘体：电荷只能停留在产生的地方的物体,半导体：介于两者之间的物体,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,砷化镓,砷化镓（,GaAs,）半导体材料与传统的硅材料相比，它具有很高的电子迁移率、宽禁带、直接带隙，消耗功率低的特性，电子迁移率约为硅材料的,5.7,倍。因此，广泛应用于高频及无线通讯中制做,IC,器件。所制出的这种高频、高速、防辐射的高温器件，通常应用于激光器、无线通信、光纤通信、移动通信、,GPS,全球导航等,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,物质的电结构,现象,结论,导体半导体导电粒子,电荷量子化,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,库仑定律,(Coulombs Law),现象,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,探究过程,提出问题：,Franklin,首先发现金属小杯内的软木小球完全不受杯上电荷的影响,;,在,Franklin,的建议下，,Priestel,做了实验,提出问题,猜测答案：,现象与万有引力有相同规律,由牛顿力学可知球壳对放置在壳外的物体有引力，而放置在球壳内任何位置的物体受力为零。,类比电力与距离平方成反比,设计实验：,1769,年,Robison,首先用直接测量方法确定电力定律，得到两个同号电荷的斥力,1772,年,Cavendish,遵循,Priestel,的思想设计了实验,验证电力平方反比律,，如果实验测定带电的空腔导体的内表面确实没有电荷，就可以确定电力定律是遵从平方反比律的即,他测出不大于,0.02,（未发表，,100,年以 后,Maxwell,整理他的大量手稿，才将此结果公诸于世。,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,库仑实验：,精度与十三年前,Cavendish,的实验精度相当库仑是扭称专家,;,只测电斥力,扭称实验，数据只有几个，且不准确（由于漏电），不是大量精确的实验；,与万有引力类比得,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,定律表达：在,真空中,，两个,静止,的,点电荷,q1,和,q2,之间的相互作用力大小和,q1,与,q2,的乘积成正比，和它们之间的距离,r,平方成反比；作用力的方向沿着他们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。,讨论,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,注意：,k,是引进单位制后引入的常数,上述公式并非都是大量实验的结果，是事实基础上理性思维的结果。,如力的方向：分析点电荷受力：只能沿联线，否则空间旋转,180,就不对称了,点电荷,：,忽略了带电体形状、大小以及电荷分布情况的电荷。,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,适用条件和范围精度,问题：已经学过的理想模型还有哪些？,静止,：,点电荷相对静止，且相对于观察者也静止,真空：,为了除去其他电荷的影响，使两个点电荷只受对方作用。,答：不仅只有两个电荷；总作用力比真空时复杂些，但由于力的独立作用原理，两个点电荷之间的力仍遵循库仑定律。因此可以推广到介质、导体,问题：真空条件破坏结果会如何？,范围精度：,静电基本现象与规律,温州大学物理与电子信息工程学院,电量单位,MKSA,国际标准单位,1,库仑：当导线中通过,1,安培稳恒电流时，一秒钟内通过导线某一给定截面的电量为,1C=1As,若,F= N, q1=q2= C, r= m,则,k,=8.9880109Nm2/C2 9.00109Nm2/C2,四,.,例题分析与课堂小结,温州大学物理与电子信息工程学院,例题分析,例题,1:P72 1-4,两个小球质量都是,m,都用长度为,l,的细线挂在同一点，如图所示。若它们带上相同的电量，平衡时两线夹角为,2 .,设小球的半径可以忽略不计，求每个小球上的电量。,解：,受力分析如板书,重力、拉力和库仑力平衡，根据平衡条件，如板书得,作业：,P72,习题,1-1,1-2,1-3,例题分析与课堂小结,温州大学物理与电子信息工程学院,课堂小结,1.,理解电磁学课程体系与课程内容及其学习要求,2.,库仑定律的建立过程、定律应用,谢谢大家！,温州大学物理与电子信息工程学院,静电的基本现象和基本规律,