初高中物理对比:修订间差异

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第189行:
 
电子荷质比为<math>\frac{e}{m_e} = 1.76\times 10^{11}\textup{C/kg}</math>
 
====== 静电感应 ======
 
然后讲了导体、绝缘体、半导体。
 
导体中电荷可以自由流动,称为自由电荷。
 
绝缘体中的电荷大多只能在原子或分子附近做微小位移的运动,称为束缚电荷。
 
半导体分N、P两种,N是载流子多为电子时的半导体,P是多数载流子是带正电的“空穴”(失去了电子的原子或分子)。
 
====== 电荷守恒定律 ======
 
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。
 
===== 库仑定律 =====
 
====== 万有引力与静电力 ======
 
万有引力,服从半径平方衰减的规律。
 
静电力也是吗?(当然)
 
除此之外,甚至还有更有意思的现象,比如薄球壳内的物体不受万有引力,带电的薄球壳中的带电体也不受静电力。
 
在静电力中,我们称之为'''静电屏蔽'''(《三体》里面人类就是这么屏蔽三体人的质子的)
 
我们可以在这里证明万有引力的“球壳屏蔽”现象:
 
[[文件:Thin spherical shell.png|缩略图|薄球壳]]
 
设均匀薄球壳质量的面密度为<math>\sigma</math>,设在球壳内任意一点<math>A</math>处有一个质量为<math>m</math>的质点。在球壳上去一个很小的面元<math>\Delta S_1</math>,它的质量<math>\Delta m_1 = \sigma\Delta S_1</math>,它与<math>A</math>点距离为<math>r_1</math>,则此面元对于<math>A</math>处的万有引力为:
 
<math>\Delta F_1 = \frac{G m\Delta m_1}{r_1^2} = \frac{G\sigma m\Delta S_1}{r_1^2}</math>
 
反向延长这两条线,可以得到另一个面元<math>\Delta S_2</math>,于是我们可以将面元<math>\Delta S_1、\Delta S_2</math>看成线段。
 
故在这个圆面中,由相交弦定理可得<math>A-\Delta S_1</math>与<math>A-\Delta S_2</math>两个三角形相似。
 
故有:<math>\frac{\Delta S_1}{\Delta S_2} = \frac{r_1^2}{r_2^2}</math>
 
且对于面元<math>\Delta S_2</math>在<math>A</math>处的万有引力为:
 
<math>\Delta F_2 = \frac{G m\Delta m_2}{r_2^2} = \frac{G\sigma m\Delta S_2}{r_2^2}</math>
 
由此可知:<math>\Delta F_1 = \Delta F_2</math>
 
且由于两处面元所提供的的万有引力正好方向相反,所以其合力为零,同理,在各个方向上的万有引力合力都是零,故质点<math>m</math>所受万有引力力为零。
 
====== 库仑定律 ======
 
设两个电荷的电量为<math>q_1,q_2</math>,距离为<math>r</math>,则库仑力大小为:<math>F = k_e \frac{q_1 q_2}{r^2}</math>
 
其中:<math>k_e</math>是静电力常量,在真空中常常写成<math>k_e = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}</math>,<math>\varepsilon_0</math>被称为真空介电常量。
 
通常,<math>k_e = 9.0\times 10^9 \textup{N}\cdot \textup{m}^2/\textup{C}^2</math>,<math>\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \textup{C}^2/\textup{N}\cdot \textup{m}^2</math>。
 
当然,文字表述为:'''在真空中,两个静止的点电荷<math>q_1、q_2</math>之间的相互作用力的大小和<math>q_1、q_2</math>的乘积成正比,和它们之间的距离<math>r</math>的平方成反比;作用力方向沿着它们的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。'''
 
当然,和万有引力一样,库仑力服从力的叠加原则。
 
====== 各种基本作用力的进一步的对比 ======
我们取两个各带电<math>1\textup{C}</math>,质量为<math>1\textup{kg}</math>,相距<math>1\textup{m}</math>的点电荷,定量计算这两个电荷之间的库仑力和万有引力
 
库仑力:<math>F_{\textup{库仑力}} = k_e \frac{q_1 q_2}{r^2} = 9.0 \times 10^9 \textup{N}</math>
 
万有引力:<math>F_{\textup{万有引力}} =\frac{Gm_1 m_2}{r^2} = 6.67 \times 10^{-11} \textup{N}</math>
 
对比一下:<math>\frac{F_{\textup{库仑力}}}{F_{\textup{万有引力}}} = \frac{9.0 \times 10^9}{6.67 \times 10^{-11}} = 1.35 \times 10^{21}</math>
 
可见作为电磁力的一种,库仑力远大于万有引力。
 
===== 电场、电场强度 =====
===== 电势、电势差 =====
===== 带电粒子在电场中的运动 =====
===== 静电场中的导体 =====
===== 电容、电容器 =====
 
=== 恒定电场 ===
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=== 磁场 ===
=== 交流电 ===
=== 电磁波 ===
 
== 光学 ==
=== 几何光学 ===
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