量子色动力学（QCD）理论认为，夸克都被囚禁在粒子内部， 不存在单独的夸克。有人由此怀疑夸克是否真实存在。然而 这种理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好，大 部分人相信此理论是正确的。
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3、电荷相对论不变性
一个电荷，其电量与它的运动速度或加速度均无关。
电荷的这一性质表明系统所带电荷的电量与参考系无关，
1017 ~ 107 m
范围内，库仑定律是极其准确的。 库仑定律只适用于两个点电荷之间的作用。
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例 在氢原子内,电子和质子的间距为 5.31011m.
求它们之间电相互作用和万有引力,并比较它们的大小.
解 me 9.110 31kg e 1.6 1019 C
mp 1.671027 kg G 6.67 1011N m2 kg2
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1. 正负性 两种电荷：正电荷和负电荷 在正常状态下，物体内部正负电荷量值相等，对外不显 电性，称为电中性，使物体带电的过程就是使它获得或 失去电子的过程，获得电子的物体带负电，失去电子的 物体带正电。因此，物体带电的过程实际上就是把电子 从一个物体(或物体的一部分)转移到另一个物体(或物体 的另一部分)的过程。
由于静电感应和电晕放电作用，传送带上的电荷转移到针尖上，进而移至导体 球的外表面，使导体球带电。随着传送带不断运转，球上的电量越来越多，电 势也不断增加。 产生正极性电的范德格拉夫起电机可用作正离子的加速电源，产生负极性电的 则可用于高穿透性的 X 射线发生器中。
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静电现象是由点电荷彼此相互作用的静电力产生的。 库仑定律专门描述静电力的物理性质。 问题1：在氢原子内，
1785年, 库仑从扭秤实验结果总结出了点电荷之间相互作用的 静电力所服从的基本规律, 称为库仑定律。
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二、 库仑定律：在真空中，两个静止的点电荷之间的
相互作用力，其大小与电荷的乘积成正比，与它们之间距
离的平方成反比；作用力的方向沿着两点电荷的连线，同
号电荷相斥，异号电荷相吸。
F k q1q2 r2
第 八 章 静电场
1
“自从牛顿奠定理论物理学基础以来，物理学的公理基 础最伟大的变革，是由法拉第和麦克斯韦在电磁学方面的 工作所引起的。”
——爱因斯坦
法
麦
拉
克
第
斯
韦
2
公元前600年
古希腊泰勒斯 第一次记载电现象
1820年
1831年
奥斯特发现 电流对磁针的作用
法拉第发现 电磁感应
1865年麦克斯韦提出 电磁场理论
电量：带电体所带电荷的多少叫电量。
用“Q” 或“q” 表示。单位：C（库仑）
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2. 量子性 Q ne e 1.602 176 462(63) 1019 C
1923年诺贝尔物理学奖
强子的夸克模型具有分数电荷（ 1/3或2/3 电子电荷）.
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夸克模型分别由默里·盖尔曼与乔治·茨威格于1964年提 出，夸克一词原指一种德国奶酪或海鸥的叫声。
1964 年，盖尔曼和茨威格（George Zweig，1937-） 在强子分类八重法的基础上分别提出了更复杂的夸克模型 （相当于基本粒子的“周期表”），他认为中子、质子这 一类强子是由 更基本的单元——夸克（quark）组成的（ 一些中国物理学家称其为“层子”）。夸克与所有已知的 亚原子粒子不同，它们带有分数电荷.
即具有相对论不变性。
电荷为Q
电荷为Q
+++
4、 电荷守恒定律 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。 在任何物理过程中，电荷的代数和是守恒的。
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§8.2 库仑定律 一、点电荷：
当带电体本身的线度与它们之间的距离相比足够 小时，带电体就可看作一个带电的点, 叫点电荷。
F12
q2 r12
式中的比例常量k称为静电力常量，在(SI)制 q1 中，其值为
k 8.9880109 N m2 / c2 9 109 N m2 / c2
为了从数学上简化电磁学规律的表达式和计算，又常引入另一常量： 真空介电常数(或真空电容率) ：
0
1
4k
8.851012 c2
/N
m2
间变化的电场，该静电场对于场中的电荷有作用力。
5
静电现象包括许多例子，
塑胶袋与手之间的吸引、 在制造过程中电子元件的损毁、 影印机的运作原理等等
闪电在大气科学中指大气中的强放电现象。
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罗伯特·杰米森·范德格拉夫（Robert Jemison Van de Graaff，1901年－1967年）， 荷兰裔美国物理学家，任职于普林斯顿大学和麻省理工大学。 1929年，范德格拉夫发明了范德格拉夫起电机。
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∴ 库仑定律又可表为： F q1q2
4 0r 2
其矢量式为：
F21
F21
1
4 0
q1q2 r122
r0
q2 r12
q1
r0
r12 r12
为 q1 指向 q2
的单位矢量。
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库仑力的单位：N（牛）
实验证明：点电荷放在空气中时,其相互作用力与其在真空中时的情 况相差极小,所以这些公式对于空气中的点电荷也能适用。 近代物理实验表明，当两个点电荷之间的距离在
3
电磁学是物理学的一个分支，主要研究电磁波、 电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学。
电荷、电流 电场、磁场
电场、磁场相互联系 电磁场对物质的各种效应
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静电学 是研究“静止电荷”的特性及规律的一门 学科，是电学的领域之一。
➢静电是指静电荷，是称呼电荷在静止时的状态； ➢静止电荷所建立的电场称为静电电荷彼此相互作用是如何传递的
？
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§8.1 电荷的量子化 电荷守恒定律 一、电荷及其性质
古代人类很早就观察到“摩擦起电”现象，并认识到电有 正负二种，同种相斥，异种相吸,但是，无论是正电荷还是负 电荷，都有着吸引轻小物体的能力。当时因不明白电的本质， 认为电是附着在物体上的，因而称其为“电荷”，并把显示出 这种斥力或引力的物体称带电体。
Fe
1
4π 0
e2 r2
8.1106 N
Fg
G
memp r2
3.7 10-47 N
Fe 2.27 10 39 Fg
（微观领域中,万有引力比库仑力小得多,可忽略不计.）
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三、库仑力的叠加原理
当空间同时存在几个点电荷时，它们共同作用于某一点 电荷的静电力等于其他各点电荷单独存在时作用在该点 电荷上的静电力的矢量和。这就是静电力的叠加原理。