實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)(課后版)課件

1、第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1 第5-6章 靜 電 學(xué)主講: 張靜大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué)email:T e l:課件下載地址課件下載地址：第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五

2、版第五版4 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作用規(guī)律用規(guī)律物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)與物質(zhì)間的相

3、互作物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作用規(guī)律用規(guī)律相互作用相互作用物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作用規(guī)律用規(guī)律相互作用相互作用物質(zhì)或物體的運動規(guī)律物質(zhì)或物體的運動規(guī)律物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8 緒論緒論物理學(xué)研究的對象物理學(xué)研究的對象核心概念核心概念物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)

4、與物質(zhì)間的相互作物質(zhì)與物質(zhì)間的相互作用規(guī)律用規(guī)律相互作用相互作用物質(zhì)或物體的運動規(guī)律物質(zhì)或物體的運動規(guī)律運動運動物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？物理學(xué)研究什么？物理學(xué)的核心概念有哪些？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版9 緒論緒論為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？以下哪些現(xiàn)象本質(zhì)上屬于電磁現(xiàn)象？以下哪些現(xiàn)象本質(zhì)上屬于電磁現(xiàn)象？彈簧的彈力彈簧的彈力脫衣服發(fā)出的噼啪聲脫衣服發(fā)出的噼啪聲走在干樹葉上發(fā)出的噼啪聲走在干樹葉上發(fā)出的噼啪聲銀河系的螺旋結(jié)構(gòu)銀河系的螺旋結(jié)構(gòu)神經(jīng)傳導(dǎo)神經(jīng)傳導(dǎo)原子核裂變原子核裂變極光極光氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng)第五章

5、第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版10 緒論緒論為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？以下哪些現(xiàn)象本質(zhì)上屬于電磁現(xiàn)象？以下哪些現(xiàn)象本質(zhì)上屬于電磁現(xiàn)象？彈簧的彈力彈簧的彈力脫衣服發(fā)出的噼啪聲脫衣服發(fā)出的噼啪聲走在干樹葉上發(fā)出的噼啪聲走在干樹葉上發(fā)出的噼啪聲銀河系的螺旋結(jié)構(gòu)銀河系的螺旋結(jié)構(gòu)神經(jīng)傳導(dǎo)神經(jīng)傳導(dǎo)原子核裂變原子核裂變極光極光氣體的壓強(qiáng)氣體的壓強(qiáng)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11 緒論緒論為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？為什么要學(xué)習(xí)電磁學(xué)？學(xué)習(xí)電磁學(xué)重要嗎？四種相互作用的比較四種相互作用的比較種種 類類相互作用粒子相互

6、作用粒子強(qiáng)度強(qiáng)度力程力程/m/m引力作用引力作用所有粒子、質(zhì)點所有粒子、質(zhì)點長程長程弱相互作用弱相互作用帶電粒子帶電粒子電磁作用電磁作用核子、介子等強(qiáng)子核子、介子等強(qiáng)子1810強(qiáng)相互作用強(qiáng)相互作用強(qiáng)子等大多數(shù)粒子強(qiáng)子等大多數(shù)粒子1510長程長程傳播子傳播子引力子引力子光子光子W W，Z Z玻色子玻色子膠子膠子1010-38-381010-2-21010-5-51 1第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版物理學(xué)的第三次大綜合物理學(xué)的第三次大綜合法拉第法拉第的電磁感應(yīng)定律（的電磁感應(yīng)定律（18311831）：）： 電磁一體電磁一體麥克斯韋麥克斯韋電磁場統(tǒng)一理論（電磁場統(tǒng)一理論（1864

7、1864）赫茲赫茲在實驗中證實電磁波的存在，光是電磁波在實驗中證實電磁波的存在，光是電磁波. .（18871887）技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、無線電技術(shù)等技術(shù)上的重要意義：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、無線電技術(shù)等. .庫侖庫侖定律（定律（17851785）：電荷與電荷間的相互作用）：電荷與電荷間的相互作用 奧斯特奧斯特的發(fā)現(xiàn)（的發(fā)現(xiàn)（18201820）：）： 電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)安培安培（18221822）發(fā)現(xiàn)電流與電流間的相互作用規(guī)律）發(fā)現(xiàn)電流與電流間的相互作用規(guī)律 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5.1 5.1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 是什么將世界連在一起是什么

8、將世界連在一起第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版145.1 5.1 最低學(xué)習(xí)目標(biāo)最低學(xué)習(xí)目標(biāo) 當(dāng)你完成本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你應(yīng)該能夠完成當(dāng)你完成本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你應(yīng)該能夠完成以下內(nèi)容。以下內(nèi)容。 1. 1.描述、解釋和應(yīng)用以下術(shù)語：描述、解釋和應(yīng)用以下術(shù)語： 分子、原子、電子、離子、分子、原子、電子、離子、電荷電荷、電量、電量、帶電體、電荷量子化、電荷守恒、金屬、電介帶電體、電荷量子化、電荷守恒、金屬、電介質(zhì)、化學(xué)鍵（共價鍵、離子鍵和金屬鍵）質(zhì)、化學(xué)鍵（共價鍵、離子鍵和金屬鍵）第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版155.1 5.1 最低學(xué)習(xí)目標(biāo)最低學(xué)習(xí)目標(biāo)2.2.描述并作

9、出原子結(jié)構(gòu)圖。描述并作出原子結(jié)構(gòu)圖。3.3.作出金屬和電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖。作出金屬和電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖。4.4.能夠利用物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)定性解釋摩擦起電等能夠利用物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)定性解釋摩擦起電等簡單靜電現(xiàn)象。簡單靜電現(xiàn)象。5.5.根據(jù)所給現(xiàn)象和研究問題的精度要求，建立實根據(jù)所給現(xiàn)象和研究問題的精度要求，建立實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)模型。物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)模型。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版16 實驗實驗1:1:摩擦起電現(xiàn)象摩擦起電現(xiàn)象 5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版17 實驗實驗1:1:摩擦起電現(xiàn)象摩擦起電現(xiàn)象 5-1 5-1

10、實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 問題問題1 1：請作圖畫出電荷在毛衣和氣球上的分布情：請作圖畫出電荷在毛衣和氣球上的分布情況（況（摩擦前后摩擦前后）。）。為什么兩個物體摩擦?xí)痣娔?？為什么兩個物體摩擦?xí)痣娔?？起電是否源于摩擦？你認(rèn)為摩擦起電過程中起電是否源于摩擦？你認(rèn)為摩擦起電過程中摩擦摩擦的作用是什么？的作用是什么？ 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版185-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 問題問題2 2：兩個兩個不摩擦不摩擦僅相互接觸的物體，當(dāng)他們僅相互接觸的物體，當(dāng)他們分離分離時是否會帶電？時是否會帶電？同學(xué)們在生活中是否遇到過同學(xué)們在生活中是否遇到過這

11、種現(xiàn)象？這種現(xiàn)象？ 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版19 實驗實驗2 2：撕膠帶紙：撕膠帶紙stick tape on desk5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版20 實驗實驗2 2：撕膠帶紙：撕膠帶紙5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 要求：要求：1 1）預(yù)測預(yù)測實驗結(jié)果，并實驗結(jié)果，并描述描述你的推論。你的推論。2 2）完成實驗，如何證實你的推論呢？膠帶是否帶完成實驗，如何證實你的推論呢？膠帶是否帶電？帶何種電荷？電？帶何種電荷？ 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版21 實驗實驗

12、2 2：撕膠帶紙：撕膠帶紙stick tape on deskpull off,tape repels5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版22 題題1 1 你認(rèn)為以下關(guān)于你認(rèn)為以下關(guān)于“電荷電荷”的描述正確的有的描述正確的有 A. A.電荷是一種物質(zhì)電荷是一種物質(zhì) B. B.電荷是帶電體的基本屬性電荷是帶電體的基本屬性 C. C.電荷是一切實物物質(zhì)的基本屬性電荷是一切實物物質(zhì)的基本屬性 D. D.電荷是帶電的基本粒子的基本屬性電荷是帶電的基本粒子的基本屬性 請解釋你的答案？請解釋你的答案？5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電

13、結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版23 1. 1.原子由什么構(gòu)成？原子核由什么構(gòu)成原子由什么構(gòu)成？原子核由什么構(gòu)成? ?請?zhí)钕卤?，請?zhí)钕卤恚嫵龊さ脑咏Y(jié)構(gòu)圖。并畫出氦的原子結(jié)構(gòu)圖。ParticleMassCharge5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)一一 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版24 1. 1.原子由什么構(gòu)成？原子核由什么構(gòu)成原子由什么構(gòu)成？原子核由什么構(gòu)成? ?請?zhí)钕卤?，請?zhí)钕卤恚嫵龊さ脑咏Y(jié)構(gòu)圖。并畫出氦的原子結(jié)構(gòu)圖。ParticleMassChargeProtonMp+eNeutron1.01mp0Ele

14、ctron1/1840mp-e5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)一一 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版25HeHe的原子結(jié)構(gòu)的原子結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版26第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版27 2.2.原子為什么能夠成為一個穩(wěn)定的結(jié)原子為什么能夠成為一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，什么力在其中起到了作用？質(zhì)子為什構(gòu)，什么力在其中起到了作用？質(zhì)子為什么能夠在原子核內(nèi)存在，沒有因為斥力的么能夠在原子核內(nèi)存在，沒有因為斥力的作用而飛出去？作用而飛出去？ 為什么核外電子在靠近原子核的地方為什么核外電子在靠近原子核的地方出

15、現(xiàn)的概率高？出現(xiàn)的概率高？ 為什么不同物質(zhì)接觸分離時，有的帶為什么不同物質(zhì)接觸分離時，有的帶正電，有的帶負(fù)電呢？正電，有的帶負(fù)電呢？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版28第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版29 題題2 2 如圖（如圖（a a）一個帶正電荷的物體靠近一個放在玻）一個帶正電荷的物體靠近一個放在玻璃絕緣底座上的導(dǎo)體，然后在導(dǎo)體的另一面將導(dǎo)體瞬間接璃絕緣底座上的導(dǎo)體，然后在導(dǎo)體的另一面將導(dǎo)體瞬間接地，如圖（地，如圖（b b）如果這個導(dǎo)體帶上了負(fù)電荷，如圖（）如果這個導(dǎo)體帶上了負(fù)電荷，如圖（c c）。）。根據(jù)這些信息，我們可以得到在這個導(dǎo)體里面（根據(jù)這些信

16、息，我們可以得到在這個導(dǎo)體里面（ ） A. A. 正電荷和負(fù)電荷都在自由地移動正電荷和負(fù)電荷都在自由地移動B. B. 只有負(fù)電荷自由地移動只有負(fù)電荷自由地移動C. C. 只有正電荷自由地移動只有正電荷自由地移動D. D. 不能推斷上述任何事情不能推斷上述任何事情第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版30 問題問題1 1：金屬金屬( (鋅鋅，銅，鋁等），銅，鋁等），絕緣體絕緣體（例如（例如氫氣，氫氣，氧氣氧氣，水，水，玻璃，橡膠等）等物，玻璃，橡膠等）等物質(zhì)質(zhì)。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在差異？我們可以。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在差異？我們可以通過什么方式來了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)呢？通過什么方式來

17、了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)呢？能不能不能舉出在生活中遇到的現(xiàn)象或例子來說明它們能舉出在生活中遇到的現(xiàn)象或例子來說明它們的差異呢？我們學(xué)過的什么物理量可以描述它的差異呢？我們學(xué)過的什么物理量可以描述它們之間的差異呢？們之間的差異呢？ 5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)二二 金屬和電介質(zhì)的電結(jié)構(gòu)金屬和電介質(zhì)的電結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版31實驗實驗3 3：提供實驗儀器，自己設(shè)計實驗方案提供實驗儀器，自己設(shè)計實驗方案若干驗電器若干驗電器、金屬棒、塑膠棒金屬棒、塑膠棒、起電機(jī)、毛皮、絲綢、起電機(jī)、毛皮、絲綢還有沒有其他的方案來驗證你們對于金屬和絕緣體的還有沒有其他的方

18、案來驗證你們對于金屬和絕緣體的認(rèn)識呢？認(rèn)識呢？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版32第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版33第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版34實驗實驗3 3 兩個驗電器實驗兩個驗電器實驗驗電器驗電器1 1帶電，用帶電，用木棒木棒將驗電器將驗電器1 1和驗電和驗電器器2 2的金屬板連接，觀察現(xiàn)象的金屬板連接，觀察現(xiàn)象用用銅棒銅棒連接兩個驗電器的金屬板連接兩個驗電器的金屬板第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版35帶正電的物體靠近帶正電的物體靠近一不帶電的一不帶電的可樂可樂瓶瓶（不接觸）（不接觸）帶正電的物體靠近一不帶電

19、的帶正電的物體靠近一不帶電的礦泉水礦泉水瓶瓶（不接觸）（不接觸） 實驗實驗4:4: 易拉罐，礦泉水瓶，金屬棒，塑膠棒，毛皮，易拉罐，礦泉水瓶，金屬棒，塑膠棒，毛皮，玻璃棒，支架玻璃棒，支架 預(yù)測實驗結(jié)果，通過實驗結(jié)果可以預(yù)測金預(yù)測實驗結(jié)果，通過實驗結(jié)果可以預(yù)測金屬（可樂瓶）和絕緣體（礦泉水瓶）的結(jié)構(gòu)存屬（可樂瓶）和絕緣體（礦泉水瓶）的結(jié)構(gòu)存在哪些差異在哪些差異第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版36 問題問題2 2：請比較你所建構(gòu)的金屬模型是否請比較你所建構(gòu)的金屬模型是否能解釋實驗現(xiàn)象，以及當(dāng)帶電體靠近（不接觸）能解釋實驗現(xiàn)象，以及當(dāng)帶電體靠近（不接觸）金屬鋅時金屬內(nèi)部發(fā)生了什么

20、變化。金屬鋅時金屬內(nèi)部發(fā)生了什么變化。 請根據(jù)實驗推測塑料瓶內(nèi)部的電結(jié)構(gòu)，以請根據(jù)實驗推測塑料瓶內(nèi)部的電結(jié)構(gòu)，以及當(dāng)帶電體靠近（不接觸）塑料瓶時塑料瓶內(nèi)及當(dāng)帶電體靠近（不接觸）塑料瓶時塑料瓶內(nèi)部發(fā)生了什么變化。部發(fā)生了什么變化。 為什么不同物體發(fā)生的變化不同？金屬和為什么不同物體發(fā)生的變化不同？金屬和絕緣體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要差異是由什么引起的？絕緣體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要差異是由什么引起的？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 Pauling L在在The Nature of The Chemical Bond中提出了用得最廣泛的化學(xué)鍵定義：中提出了用得最廣泛的化學(xué)鍵定義：如果兩個如果兩

21、個原子（或原子團(tuán)）之間的作用力強(qiáng)得足以形成足夠穩(wěn)定原子（或原子團(tuán)）之間的作用力強(qiáng)得足以形成足夠穩(wěn)定的、可被化學(xué)家看作獨立分子物種的聚集體，它們之間的、可被化學(xué)家看作獨立分子物種的聚集體，它們之間就存在化學(xué)鍵。簡單地說，化學(xué)鍵是指分子內(nèi)部原子之就存在化學(xué)鍵。簡單地說，化學(xué)鍵是指分子內(nèi)部原子之間的相互作用力。間的相互作用力。不同的外在性質(zhì)反映了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)各自內(nèi)部的結(jié)合力不同第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版38 以金屬鋅為例以金屬鋅為例第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版39第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版金屬原子和金屬原子和 金屬正金屬正離子沉

22、浸在離子沉浸在“ 電子電子海海 (electron sea )”中。中。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版自由電子自由電子+金屬離子金屬離子金屬原子金屬原子+第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版靜電感應(yīng) 解釋現(xiàn)象解釋現(xiàn)象 帶電體靠近前帶電體靠近前 帶電體靠近后帶電體靠近后第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版43討論：討論： 題題2 2 如圖（如圖（a a）一個帶正電荷的物體靠近一個放在）一個帶正電荷的物體靠近一個放在玻璃絕緣底座上的導(dǎo)體，然后在導(dǎo)體的另一面將導(dǎo)體瞬間玻璃絕緣底座上的導(dǎo)體，然后在導(dǎo)體的另一面將導(dǎo)體瞬間接地，如圖（接地，如圖（b b）如果

23、這個導(dǎo)體帶上了負(fù)電荷，如圖（）如果這個導(dǎo)體帶上了負(fù)電荷，如圖（c c）。）。根據(jù)這些信息根據(jù)這些信息，我們可以得到在這個導(dǎo)體里面（，我們可以得到在這個導(dǎo)體里面（ ） A. A. 正電荷和負(fù)電荷都在自由地移動正電荷和負(fù)電荷都在自由地移動B. B. 只有負(fù)電荷自由地移動只有負(fù)電荷自由地移動C. C. 只有正電荷自由地移動只有正電荷自由地移動D. D. 不能推斷上述任何事情不能推斷上述任何事情第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版44每個氧原子有六個外層電子每個氧原子有六個外層電子第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版45每個氧原子有六個外層電子每個氧原子有六個外層電子第五章

24、第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版無極無極分子：（氫、甲烷、石蠟等）分子：（氫、甲烷、石蠟等）有極有極分子：（水、有機(jī)玻璃等）分子：（水、有機(jī)玻璃等）電介質(zhì)電介質(zhì)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版無極無極分子：（氫、甲烷、石蠟等）分子：（氫、甲烷、石蠟等）有極有極分子：（水、有機(jī)玻璃等）分子：（水、有機(jī)玻璃等）電介質(zhì)電介質(zhì)第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版48實驗實驗5:5:觀看實驗，預(yù)測結(jié)果，解釋現(xiàn)象觀看實驗，預(yù)測結(jié)果，解釋現(xiàn)象將鋁箔緊貼著將鋁箔緊貼著金屬罐金屬罐，將起電機(jī)的一個帶電，將起電機(jī)的一個帶電極柄接觸極柄接觸金屬金屬，觀察鋁箔的運動，觀察鋁

25、箔的運動將鋁箔緊貼著將鋁箔緊貼著塑料瓶塑料瓶，將起電機(jī)的一個帶電，將起電機(jī)的一個帶電極柄接觸極柄接觸塑料瓶塑料瓶，觀察鋁箔的運動，觀察鋁箔的運動第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版49 剛剛在把晚上吃剩的剛剛在把晚上吃剩的菜用保鮮膜裹起來放冰箱，菜用保鮮膜裹起來放冰箱，女兒突然問我：女兒突然問我：“為什么保為什么保鮮膜不用膠帶能粘住啊鮮膜不用膠帶能粘住啊? ”? ”，偶真是沒辦法回答。偶真是沒辦法回答。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版+第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版+-第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版525.1 5.1 教學(xué)

26、目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)關(guān)注概念關(guān)注概念： 結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能 系統(tǒng)和系統(tǒng)模型系統(tǒng)和系統(tǒng)模型 物質(zhì)物質(zhì) 尺度和數(shù)量尺度和數(shù)量 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版53 題題1 1 你認(rèn)為以下關(guān)于你認(rèn)為以下關(guān)于“電荷電荷”的描述正確的有的描述正確的有 A. A.電荷是一種物質(zhì)電荷是一種物質(zhì) B. B.電荷是帶電體的基本屬性電荷是帶電體的基本屬性 C. C.電荷是一切實物物質(zhì)的基本屬性電荷是一切實物物質(zhì)的基本屬性 D. D.電荷是帶電的基本粒子的基本屬性電荷是帶電的基本粒子的基本屬性 請解釋你的答案？請解釋你的答案？5-1 5-1 實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)實物物質(zhì)的電結(jié)構(gòu)第五章第五章 靜電場靜電場物理

27、學(xué)物理學(xué)第五版第五版54 題題3 3 將一個質(zhì)量為將一個質(zhì)量為1kg1kg的原來不帶電的金屬球的原來不帶電的金屬球帶上帶上+1.6+1.61010-16-16庫侖電荷后，金屬球的質(zhì)量庫侖電荷后，金屬球的質(zhì)量如何變化？并說明理由？如何變化？并說明理由？ A. A.增大增大 B. B.減小減小 C. C.不變不變 D. D.不確定不確定 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版55第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版56第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版57第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版靜電感應(yīng) 解釋現(xiàn)象解釋現(xiàn)象 帶電體靠近前帶電體靠近前

28、 帶電體靠近后帶電體靠近后第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版59第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版60第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版61 導(dǎo)體導(dǎo)體上出現(xiàn)上出現(xiàn)感應(yīng)電荷感應(yīng)電荷，是其中，是其中自由電子自由電子重新重新分布的結(jié)果；分布的結(jié)果； 而而電介質(zhì)電介質(zhì)上出現(xiàn)的上出現(xiàn)的極化電荷極化電荷，是其中，是其中束縛電束縛電荷（電子）荷（電子）的微小移動造成的宏觀效果，束縛電的微小移動造成的宏觀效果，束縛電荷在電場的作用下，也可以作荷在電場的作用下，也可以作微小移動微小移動，但其活，但其活動動不能超出原子不能超出原子的范圍，電介質(zhì)上的極化電荷比的范圍，

29、電介質(zhì)上的極化電荷比導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在數(shù)量上要少得多。導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在數(shù)量上要少得多。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版62 總結(jié)：總結(jié)： 1. 1.不存在脫離實物物質(zhì)而單獨存在的電荷；不存在脫離實物物質(zhì)而單獨存在的電荷； 2. 2.電荷是實物粒子（原子、分子、基本粒子）電荷是實物粒子（原子、分子、基本粒子）的重要屬性。的重要屬性。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版63第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版64第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版65討論問題：討論問題： 1. 1.作為電磁學(xué)中引入的第一個基本概念，作為電磁學(xué)中引入的第

30、一個基本概念，電荷電荷有哪些基本特征？什么是有哪些基本特征？什么是電荷守恒定律電荷守恒定律，它有什么廣泛的實驗依據(jù)？它有什么廣泛的實驗依據(jù)？ 2. 2.電荷是否存在電荷是否存在相對論效應(yīng)相對論效應(yīng)，什么是電，什么是電荷的荷的量子性量子性。試將電荷的特征與。試將電荷的特征與質(zhì)量質(zhì)量類比。類比。 第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版66討論問題：討論問題： 3. 3.庫侖定律庫侖定律的主要內(nèi)容是什么？的主要內(nèi)容是什么？ 4. 4.庫侖定律的庫侖定律的成立條件成立條件（真空與靜止）是否（真空與靜止）是否必要，能否放寬，為什么？必要，能否放寬，為什么？ 5. 5.為什么靜止電荷之間的庫侖

31、力遵循為什么靜止電荷之間的庫侖力遵循牛頓第牛頓第三定律三定律，而運動電荷之間的作用力卻不遵循呢？，而運動電荷之間的作用力卻不遵循呢？ 6. 6.庫侖定律的庫侖定律的適用范圍適用范圍是什么？是什么？ 7. 7.試評價庫侖定律的試評價庫侖定律的理論地位理論地位？若庫侖定律？若庫侖定律不成立，或指數(shù)出現(xiàn)偏差將會怎樣？不成立，或指數(shù)出現(xiàn)偏差將會怎樣？第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版67 題題4 4 電子是最小的帶電體，電子是點電荷嗎？電子是最小的帶電體，電子是點電荷嗎？并說明理由。并說明理由。 A. A.是是 B. B.不是不是 C. C.不確定不確定 第五章第五章 靜電場靜電場物理

32、學(xué)物理學(xué)第五版第五版68 題題3 3 電子是最小的帶電體，電子是點電荷嗎？電子是最小的帶電體，電子是點電荷嗎？ A. A.是是 B. B.不是不是 C. C.不確定不確定 1925 1925年，不到年，不到2525歲的荷蘭年輕大學(xué)生烏倫貝克歲的荷蘭年輕大學(xué)生烏倫貝克和高斯米特提出電子自旋的和高斯米特提出電子自旋的大膽假設(shè)大膽假設(shè)：電子不是點電子不是點電荷電荷，它除了有軌道運動以外，還有自旋運動，即，它除了有軌道運動以外，還有自旋運動，即每個電子本身都具有固有的內(nèi)稟角動量稱之為自旋每個電子本身都具有固有的內(nèi)稟角動量稱之為自旋角動量角動量S S。所謂電子的自旋并非指電子就是一個自所謂電子的自旋并非

33、指電子就是一個自轉(zhuǎn)著的小球，實際上，至今我們對于電子內(nèi)部的結(jié)轉(zhuǎn)著的小球，實際上，至今我們對于電子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運動還不清楚，還不知道微觀粒子自旋的真實構(gòu)和運動還不清楚，還不知道微觀粒子自旋的真實圖象以及產(chǎn)生自旋角動量的內(nèi)在原因。圖象以及產(chǎn)生自旋角動量的內(nèi)在原因。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版69年代年代實驗者實驗者偏離平方反比的偏差偏離平方反比的偏差1769Robinson610-21773Cavendish210-21785Coulomb410-21873Maxwell4.910-51936Plimpton與與Lawton2.010-91968Cochran與與Franke

34、n9.210-121970Bartlett等等1.310-131971Williams等等（2.73.1）10-16驗證電力平方反比律實驗結(jié)果驗證電力平方反比律實驗結(jié)果第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版70氫原子有一個電子和一個質(zhì)子組成。兩者之間氫原子有一個電子和一個質(zhì)子組成。兩者之間所受的力約所受的力約2.3x102.3x103939N N，而遠(yuǎn)大于重力。問能否，而遠(yuǎn)大于重力。問能否調(diào)整兩者之間的距離使它們之間的電場力和重調(diào)整兩者之間的距離使它們之間的電場力和重力相等？力相等？ 1. 1. 可以，增大兩者之間的距離?？梢?，增大兩者之間的距離。 2. 2. 可以，減小兩者之間的

35、距離。可以，減小兩者之間的距離。 3. 3. 不可以，找不到合適的位置。不可以，找不到合適的位置。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版715-1 5-1 電荷的量子化電荷的量子化 電荷守恒定律電荷守恒定律1 1、電荷電荷 (-) )(電子電子中子中子質(zhì)子質(zhì)子原子核原子核原子原子一一 電荷的量子化電荷的量子化電荷有正負(fù)之分；電荷有正負(fù)之分；物體帶電的三種方式物體帶電的三種方式: :摩擦起摩擦起電電、接觸起電接觸起電、感應(yīng)起電感應(yīng)起電。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版722 2、電荷量子化電荷量子化 1913 1913年，密立根用液滴法從實驗中測出所年，密立根用液滴

36、法從實驗中測出所有電子都具有相同的電荷，而且?guī)щ婓w的電荷有電子都具有相同的電荷，而且?guī)щ婓w的電荷是電子電荷的整數(shù)倍。是電子電荷的整數(shù)倍。 電荷的這種只能取離散的、不連續(xù)的量電荷的這種只能取離散的、不連續(xù)的量值的性質(zhì)，叫作值的性質(zhì)，叫作電荷的量子化電荷的量子化。), 3 , 2, 1(nneq第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7319861986年國際推薦值年國際推薦值Ce1910)49(33 177 602. 1 近似值近似值191.60210eC 強(qiáng)子的強(qiáng)子的夸克模型夸克模型具有具有分?jǐn)?shù)電荷分?jǐn)?shù)電荷（ 或或 電電子電荷）但實驗上尚未直接證明子電荷）但實驗上尚未直接證明. .3

37、132第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版743 3、電荷的相對論不變性：電荷的相對論不變性： 在不同的參照在不同的參照系內(nèi)觀察，同一個系內(nèi)觀察，同一個帶電粒子的電量不帶電粒子的電量不變。電荷的這一性變。電荷的這一性質(zhì)叫做質(zhì)叫做電荷的相對電荷的相對論不變性論不變性。第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版75說明：說明： 電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過電荷守恒定律適用于一切宏觀和微觀過程程( ( 例如核反應(yīng)和基本粒子過程例如核反應(yīng)和基本粒子過程 ) )，是物理，是物理學(xué)中普遍的基本定律之一。學(xué)中普遍的基本定律之一。內(nèi)容：內(nèi)容：在在孤立孤立系統(tǒng)中，不管系統(tǒng)中的電荷如何

38、系統(tǒng)中，不管系統(tǒng)中的電荷如何遷移，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和保持不變。遷移，系統(tǒng)的電荷的代數(shù)和保持不變。二二 電荷守恒定律電荷守恒定律ee例如例如第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版76庫侖庫侖 (C.A.Coulomb 1736 1806） 法國物理學(xué)家，法國物理學(xué)家，17731773年，年，提出的計算物體上應(yīng)力和應(yīng)提出的計算物體上應(yīng)力和應(yīng)變分布情況的方法，是結(jié)構(gòu)變分布情況的方法，是結(jié)構(gòu)工程的理論基礎(chǔ)。工程的理論基礎(chǔ)。17791779年，年，對摩擦力進(jìn)行分析，提出有對摩擦力進(jìn)行分析，提出有關(guān)潤滑劑的科學(xué)理論。關(guān)潤滑劑的科學(xué)理論。5-2 5-2 庫侖定律庫侖定律第五章第五章 靜電場靜電場

39、物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版77庫侖庫侖 (C.A.Coulomb 1736 1806） 1785 1785年通過年通過扭秤實扭秤實驗驗創(chuàng)立創(chuàng)立庫侖定律庫侖定律, , 使電使電磁學(xué)的研究從定性進(jìn)入磁學(xué)的研究從定性進(jìn)入定量階段定量階段. . 電荷的單位電荷的單位庫侖以他的姓氏命名庫侖以他的姓氏命名. .5-2 5-2 庫侖定律庫侖定律第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版781 1 點電荷點電荷 線度和距離相比可忽略的電荷。線度和距離相比可忽略的電荷。 “點電荷點電荷”是一個抽象的是一個抽象的理想模型理想模型。 一一 庫侖定律庫侖定律1q2qr第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版

40、第五版79 （1 1）條件：）條件：真空真空，靜止靜止，點點電荷電荷 （2 2）力的）力的大小大小與它們與它們電荷的乘積電荷的乘積成正比成正比，與它們之間，與它們之間距離距離的平方成反比。的平方成反比。 （3 3）力的）力的方向方向沿著它們的連線，同號電沿著它們的連線，同號電荷相斥，異號電荷相吸。荷相斥，異號電荷相吸。2 2 庫侖定律庫侖定律文字表述文字表述第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版80數(shù)學(xué)表述數(shù)學(xué)表述 SI SI制中：制中： 9228.98755 10kNmC1q2qrrererqqF221041第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版811q2q21212

41、0mNC1085. 8為為真空電容率真空電容率rerqqF221041rre受受 的力的力1q2q ( ( 為真空電容率為真空電容率) ) 041k0 單位制的有理化單位制的有理化第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版82rerqqF221041221041rqqF 大小：大?。悍较颍悍较颍?q2q和和 同號相斥，異號相吸同號相斥，異號相吸. .1q2qrre第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版83 (1) (1)庫侖定律的適用范圍庫侖定律的適用范圍 作用范圍：作用范圍：r r在在1010-15-15m m10107 7m m （2 2）庫侖力的特點）庫侖力的特點 有心力有心力 平方反比力平方反比力說明說明第五章第五章 靜電場靜電場物理學(xué)物理學(xué)