CH22電場

Latex formula

電力線會從正電荷出發,終止於負電荷。

電場方向:電力線上任一點的切線方向,通常會加上箭頭。

若建立電場的電荷為正電荷,電力線自正電荷出發,指向四周。

若建立電場的電荷為負電荷,電力線則指向負電荷。

電力線越密集,表示電場越大。

兩個正電荷產生的電場

一個正電荷,一個負電荷產生的電場


點電荷的電場:Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula


電偶極,electric dipole

兩個分隔一段距離,電量相等,正負相反的電荷。

電偶極矩,electric dipole moment, Latex formula

對於分別帶有正電量 Latex formula、負電量 Latex formula 的兩個點電荷的簡單案例,電偶極矩 Latex formula 為: Latex formula。其中,Latex formula 是從負電荷位置指至正電荷位置的位移向量。


電偶極的電場1/3

Latex formula

Latex formula:electric dipole moment(單位:Latex formula

Latex formula

Latex formula (方向:往下)

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula


電偶極的電場2/3

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

......

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula


電偶極的電場3/3

Latex formula

Latex formula

......

...


線電荷的電場1/2

線電荷密度 Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula


線電荷的電場2/2

線電荷密度 Latex formula

圓環線電荷中心軸上方一點 P 的電場

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

......

...

Latex formula

Latex formulaLatex formula


帶電圓盤的電場

面電荷密度 Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formula

Latex formulaLatex formula


電場中的點電荷:

一帶電粒子,電荷 ,受到一靜電力,此力為向量Latex formula

而電場 Latex formula 是其他電荷在該粒子處所發生的電場。此電場並不是該粒子自身所產生的,為了區分這兩個電場的不同,上式作用於該粒子的電場被稱為外電場(external field)。

一帶電粒子並不受其自身電場影響。


基本電荷的量測:

密立根油滴實驗(Robert Millikan)


電場中的電偶極:

電偶極在一均勻外電場 Latex formula 中的行為,可由 Latex formulaLatex formula 決定。

Latex formula(電偶極的轉矩)

Torque轉矩

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符號說明:

Latex formula:進入畫面

Latex formula:出畫面


陰極射線管

電子經過的路途中,有兩對偏折板-水平偏折板、垂直偏折板。如果偏折板間不加偏折電場,則電子沿著 Latex formula 方向做直線運動,而在螢幕上中央位置產生亮點。由於加速陽極的電位比陰極電位高 Latex formula,電子穿過陽極(通常為中空的圓柱)後,在 Latex formula 方向的速度為:

Latex formula

Latex formula

其中 Latex formula 為電子電荷電量 Latex formula

Latex formula 為電子質量 Latex formula

Latex formula 為伏特

Latex formula 公尺/秒(Latex formula

如果在垂直偏折板上施一固定電位差 Latex formula,則兩板之間的電場強度為 Latex formulaLatex formula 為兩板之間的距離。當電子從垂直偏折板間通過時,受電場作用而有垂直方向加速度 Latex formulaLatex formulaLatex formula),此加速度使電子往 y 方向偏折,電子離開偏折板後不再受力而做等速直線運動。因此,在螢光幕上亮點位置向 y 方向偏折的距離 y 為:

Latex formula

Latex formula 有受外力作用,為等加速度系統

Latex formula 沒有外力作用,為等速度系統

Latex formula

Latex formula

Latex formula為電子在垂直偏折板中的時間。

Latex formula為電子離開垂直偏折板後,到螢光幕的時間。

Latex formula

Latex formula為電子剛離開垂直偏折板時的速度。

......

Latex formula

L:為垂直偏折板之長度

D:為垂直偏折板後緣至螢光幕之距離。


一些符號:

電荷 Latex formula(單位:Latex formula 庫侖)

線電荷密度:Latex formula(單位:Latex formula

面電荷密度:Latex formula(單位:Latex formula

體電荷密度:Latex formula(單位:Latex formula