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        靜電場(chǎng)能量公式的等價(jià)性證明

        2013-04-29 22:42:02王曉王宗榮
        電腦迷 2013年5期
        關(guān)鍵詞:等價(jià)

        王曉 王宗榮

        摘 要 真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷(同為正電荷、負(fù)電荷或者一正一負(fù))是自然界中最為簡(jiǎn)單和理想化的電荷系統(tǒng),其形成的電場(chǎng)和靜電場(chǎng)能量分布在整個(gè)空間中。此外,連續(xù)分布的帶電體和平行板電容器也是理想化的電荷系統(tǒng)。電場(chǎng)力做功和外力克服靜電力做功是電場(chǎng)能量和其他能量轉(zhuǎn)換的主要形式并且遵循能量守恒定律。靜電場(chǎng)能量具有兩種表達(dá)方式,可以證明兩種表達(dá)方式是等價(jià)的。

        關(guān)鍵詞 電荷系統(tǒng) 靜電場(chǎng)能量 做功 等價(jià)

        中圖分類號(hào):O441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        0 引言

        任何帶電過程實(shí)質(zhì)上都是正、負(fù)電荷的分離或者遷移過程,當(dāng)我們分離正、負(fù)電荷時(shí),外界必須克服電荷之間相互作用的靜電力而做功。因此,根據(jù)能量守恒定律,帶電系統(tǒng)通過外力做功便可獲得一定的能量,外界所提供的能量必定轉(zhuǎn)化為帶電系統(tǒng)的靜電能,它在數(shù)值上就應(yīng)該等于外力克服靜電力所做的功,所以任何帶電系統(tǒng)都具有一定的能量。

        1 不同電荷系統(tǒng)模型的靜電場(chǎng)能量表達(dá)式

        1.1 點(diǎn)電荷系的電能

        3 結(jié)論

        電荷系統(tǒng)產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)能量貯存在電場(chǎng)中。一方面,可以認(rèn)為靜電能是各電荷之間電勢(shì)能的總和,也就是把電荷從無窮遠(yuǎn)處聚攏到一起時(shí)克服靜電力所做的功,得到靜電能的一種表達(dá)方式。另一方面,也可以認(rèn)為靜電能存在于電場(chǎng)中,總能量等于靜電場(chǎng)能量密度在全空間的積分,得到靜電能的另一種表達(dá)方式,可以證明兩種表達(dá)方式是等價(jià)的。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 郭碩鴻.電動(dòng)力學(xué).北京:高等教育出版社,1979.42.

        [2] 吳大猷.電磁學(xué).北京:科學(xué)出版社,1983.45.

        [3] 謝處方,饒克謹(jǐn).電磁場(chǎng)與電磁波.高等教育出版社.

        [4] 毛駿健, 顧牡.大學(xué)物理學(xué).高等教育出版社.

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