概念集-电磁学

静电场

物体所带电荷数量的多少，叫做电荷量（electric quantity），简称电量。电量的单位是库仑，用字母 C 表示。

两种电荷相互完全抵消叫做中和。为了区别两种电荷，我们把其中一种（用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷）叫做正电荷，另一种（用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷）叫做负电荷。

例如，在大量金属原子组成的金属中，原子中离原子核最远的外层电子可以摆脱原子的束缚，在整个导体中自由运动，这类电子叫做自由电子（free electron）。原子中其余部分叫原子实（atomic kernel）。在固态金属中，原子实排列成整齐的点阵，称为晶格或晶体点阵。自由电子在晶体点阵间跑来跑去，像气体的分子那样作无规运动，并不时地彼此碰撞或与点阵上的原子实碰撞。凡是内部存在着可以自由移动的电荷的物体叫做导体（conductor），其中可以自由移动的电荷叫做自由电荷（free charge）。金属导体中的自由电荷就是自由电子。

当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相吸或相斥的作用，导体中的自由电荷便会产生趋向或远离带电体的运动，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远处的一端带同种电荷。这种现象叫静电感应（electrostatic induction）。利用静电感应使金属导体带电叫做感应起电（electrification by induction），所带电荷叫做感应电荷（induced charge）。

与导体不同，在一些物体中绝大部分电荷都只能在一个原子或分子的范围内作微小的位移。这种电荷叫做束缚电荷（bound charge）。这些物体叫绝缘体（insulator）。由于绝缘体中自由电子很少，它们的导电性能很差，也就不会发生感应起电，而只能靠摩擦起电的方式带电。

半导体（semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。在半导体中导电的粒子叫做载流子，除带负电的电子外，还有带正电的”空穴“（原子核外由于电子缺失形成的）。当其中多数载流子是电子时，称为N型半导体；当多数载流子是”空穴“时，称为P型半导体。

大量事实表明，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个物体，或物体的一部分转移到另一部分，也就是说，在任何物理过程中，电荷的代数和是守恒的，这叫做电荷守恒定律（law of conservation of electric charge）。

物质的点结构表明，电荷的量值是离散的。电荷的量值有个基本单元，即一个质子或一个电子所带电量的绝对值 e。它的量值为

电子的比荷

所谓点电荷（point charge），是指这样的带电体，它本身的几何线度比起它到其他带电体的距离小得多。点电荷的概念类似于力学中的质点，是一种理想化的物理模型。

库仑力的大小可表示为

静电力常量

在真空中，两个静止的点电荷 q1 和 q2 之间的相互作用力的大小和 q1 和 q2 的乘积成正比，和它们之间的距离 r 的平方成反比；作用力的方向沿着它们的联线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。这一规律成为库仑定律（Coulomb law），电荷间的这种作用力称为静电力（electrostatic）或库仑力。

电力叠加原理

凡是有电荷的地方，四周就存在着电场，即任何电荷都在自己周围空间激发电场；而电场的基本性质是，它对于处在其中的任何其他电荷都有作用力，并称作电场力。