第四章 物質間的基本交互作用 4-2電力與磁力
塑膠板在羊毛衣上摩擦後,靠近一堆小紙屑,可以吸引小紙屑跳向塑膠板。 靜電現象與摩擦起電 p.93 塑膠板在羊毛衣上摩擦後,靠近一堆小紙屑,可以吸引小紙屑跳向塑膠板。 1600年,吉爾伯特把物體摩擦後能表現吸引小物體的現象,稱為「摩擦起電」。 按此觀看動畫
1733年,杜菲指出帶電物體間可以有吸引力與排斥力。並進一步發現,同種類的帶電物質會相互排斥;反之,則相互吸引。 靜電現象與摩擦起電 p.93 1733年,杜菲指出帶電物體間可以有吸引力與排斥力。並進一步發現,同種類的帶電物質會相互排斥;反之,則相互吸引。
1750年,富蘭克林把以絲絹摩擦後的玻璃棒上所帶的電命名為「正電荷」,而把用毛皮摩擦後的橡膠棒上所帶的電命名為「負電荷」。 電荷的命名 p.93 1750年,富蘭克林把以絲絹摩擦後的玻璃棒上所帶的電命名為「正電荷」,而把用毛皮摩擦後的橡膠棒上所帶的電命名為「負電荷」。
+ 庫侖定律 兩靜止的帶電小球體(均視為點電荷)間的靜電作用力大小,與球體所帶電量的乘積成正比,並與其間距離的平方成反比。 p.94 兩靜止的帶電小球體(均視為點電荷)間的靜電作用力大小,與球體所帶電量的乘積成正比,並與其間距離的平方成反比。 q1、q2 :分別為兩物體的電量 r:兩物體間之距離,r需遠大於兩物體之尺寸 k:庫侖常數,k ≈9×109 (N.m2/C2) + Fe
例1 例1:有A、B兩個帶電的質點,當兩質點的距離為L時,兩者間的靜電力為F;則當兩質點的距離增加為3L時,兩者間的靜電力為變為多少? 因電荷的電量不改變,而依據庫侖定律, 靜電力與兩帶電質點的距離平方成反比, 故距離變大3倍時,靜電力縮小為 。
– + + 靜電力的性質(統整) 電荷之間的作用力屬於超距力。 兩電荷間的靜電作用力遵守牛頓第三運動定律,其作用力方向在兩者的連線上。 若q1與q2同號,作用力為斥力;反之,則為吸引力。 Fe + – + Fe
萬有引力與庫侖力的比較(統整) 電子的特性 電荷的基本單位 e=1.60 ×10-19庫侖。 電子的質量 me= 9.11 ×10-31公斤。 計算兩個電子之間的萬有引力和靜電排斥力大小的比值 兩者的差異相當懸殊
萬有引力與庫侖力的比較(統整) 自然界中不同交互作用力,主宰著不同的物理現象 行星運動和地面上巨觀物體的運動 重力 電子之間或電子與原子核之間的靜電作用力。 物質的組成或彈簧力、摩擦力、桌面對置於其上物體的反作用力等