当前课程知识点:大学物理2 (电磁学、光学和量子物理) > WEEK2 > 静电场环路定理、电势和叠加原理 > 电势和叠加原理
返回《大学物理2 (电磁学、光学和量子物理)》慕课在线视频课程列表
返回《大学物理2 (电磁学、光学和量子物理)》慕课在线视频列表
同学好
这一节我们讲电势和叠加原理
根据前边的讨论
静电场的积分
和初末态位置有关 路径无关
这一点我们可以定义
和位置有关的函数差
比如说在这里边定义电势差
就是b的电势和a点的电势差
可以用这个积分来定义
如果这个积分与路径有关的话
你不能定义函数差
因为否则的话
你这么走一个路径函数差一个值
你这么走一个路径函数差得另一个值
那么这个函数就不定了
这一点跟我们过去学过的
在力学中学过的和热学中学过的
两个例子很像
比如说在力学里边
利用引力场的保守性
我们引入过引力势能
我们在热学里边
利用对于可逆过程
T分之dQ
沿着一个闭合路径的积分等于0这一点
我们引入了克劳修斯熵差
这个和前边这两个
有异曲同工之妙
那么这个积分和路径没有关系
只和初末态位置有关
为什么我们可以定义函数差
而不能定义函数的和
函数的积或者是函数的除法呢
因为这跟积分的特性有关
从a到b这个积分
假如我们换个方向进行的话
积分会给出一个负号
只有利用这个积分
定义了初末态的函数差值
才可以满足反向的时候
要反号这个特性
其他初末态函数如果是加法
乘法或者除法的话
它不可能满足这样的一个条件
这是积分的特性决定的
你只能引入函数差
当然这里边引入的函数差
其实是电势差
也就是说我们利用这个积分
引入电势这个概念
它的相对值才是有意义的
下面我们看一段演示实验
我要做的这个演示实验
是高压带电实验
等一会大家可以看到
高电势并不可怕
可怕的是电势差
我先把高压开关打开
现在这个高压线已经带上4万多伏电压了
你看到这些穗
因为带电都支起来了
我手里拿的这个是电笔
我现在靠近这个高压线
你会发现
我电笔还没有碰触到的时候
它已经亮了
这说明这高压线电压是非常非常高的
我这下边是一个绝缘台子
这个绝缘台子是和地面绝缘的
我走到这个绝缘台子上
现在我跟地面之间是绝缘的
当然现在这个高压线
和我之间仍然有4万多伏的电势差
你看这个电笔仍然是发亮的
你看这个电笔
我接近它的时候仍然是亮的
现在我把这个绝缘台子上这个线
这根线是跟绝缘台子是连在一起的
我搭到这个高压线上
现在我跟这个绝缘台子
以及这个高压线是等电位了
我现在已经带上了4万多伏的电压
虽然电压很高
可是现在我没什么危险
你看我现在和地面之间
地面物体之间的电势差已经4万多伏了
所以我用这个电笔指
地面上的一些其它物体的时候
你会发现电笔是亮的
说明我现在和这个高压线一样
是4万多伏的
因为是等电位的
所以我跟它碰触的话没什么危险
碰触的时候有个小技巧
我现在用手背摸它
万一有什么事情的时候
肌肉紧张会把我弹开
因为没什么危险
所以我可以从容地把它抓住了
所以你看到
虽然电势很高
可是电势差是没有的 所以我是安全的
现在结束这个实验以后
我要从台子上走下来
这个时候你会发现
我现在是4万多伏
你要是随便往地面上跨步的话
那是非常非常危险的
安全步骤呢
我先把这个线从高压线上拿开
我现在仍然是4万多伏
不过我现在把这个线
搭到地面上的时候
我现在这个电压和地面是等电位了
这时候我再碰触这高压线
那是相当危险的
不过现在我可以从容地走下地面了
根据这个式子
我们也可以得到一个很简单的推论
就是沿着电场线电势是下降的
为什么呢
因为这里边有一个负号
可是总是用电势差不是很方便
为了简便
我们选择一个参考点P0
让这一点电势是等于0的
那么其它点的电势
都相对这一点取值
那么好像电势就有了值的概念
它本质上当然也是差值
这样P点相对于P0这个值
我们可以很容易计算出来
电势就可以用这个式子表示出来
那么点电荷的电势
根据电势差的定义
我们把点电荷的这个电场强度
放到这个式子里边积分出来
很容易得到这个式子
前边我们得到过
现在我们假设
P0是选择在无限远处
也就是说我们假设
离点电荷无限远的地方
电势是等于0的
这样的话点电荷周围
任何一点的电势
就可以利用这个式子把它表示出来
这是以无限远处电势
设为0作为条件给出来的
好 这节内容就讲到这儿
谢谢
-电荷和库仑定律
--引言
--电荷
--库仑定律
-WEEK1--电荷和库仑定律
-电场及叠加原理,电偶极子
--电场和电场强度
-WEEK1--电场及叠加原理,电偶极子
-高斯定律
--电通量
--立体角*
--高斯定律的证明*
--高斯定律和电场线
--高斯定律的应用
-WEEK1--高斯定律
-WEEK1--本周作业
-静电场环路定理、电势和叠加原理
--环路定理
--电势和叠加原理
--电势梯度
--等势面
-WEEK2--静电场环路定理、电势和叠加原理
-静电能
--电荷系静电能
-WEEK2--静电能
-导体静电平衡
--物质中电场
--导体静电平衡
-WEEK2--导体静电平衡
-WEEK2--本周作业
-导体周围电场
-WEEK3--导体周围电场
-静电屏蔽
--导体壳与静电屏蔽
-WEEK3--静电屏蔽
-电容及电容器
--电容及电容器
-WEEK3--电容及电容器
-电介质
--介质对电场的影响
-WEEK3--电介质
-极化强度矢量,极化电荷
--极化强度
--极化电荷
-WEEK3--极化强度矢量,极化电荷
-WEEK3--本周作业
-极化规律、电位移矢量
--电介质的极化规律
-WEEK4--极化规律、电位移矢量
-有介质时静电场能量
-WEEK4--有介质时静电场能量
-电流密度、稳恒电流和稳恒电场
--电流密度
-WEEK4--电流密度、稳恒电流和稳恒电场
-电动势、欧姆定律的微分形式及基尔霍夫定律
--电动势
--欧姆定律
--欧姆定律(续)
-WEEK4--电动势、欧姆定律的微分形式及基尔霍夫定律
-电流微观图像和暂态过程
--电流微观图像
-WEEK4--电流微观图像和暂态过程
-本周作业
--week4--本周作业
-洛仑兹力、磁感应强度
--电流磁效应
--磁场和磁感应强度
-WEEK5--洛仑兹力、磁感应强度
-毕-萨-拉定律、磁场叠加原理和磁场高斯定理
--毕-萨-拉定律
--磁场高斯定律
-WEEK5--毕-萨-拉定律、磁场叠加原理和磁场高斯定理
-静磁场环路定理
-WEEK5--静磁场环路定理
-安培力和霍尔效应
--霍尔效应
--安培力
-WEEK5--安培力和霍尔效应
-WEEK5--本周作业
-载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩、磁矩
-WEEK6--载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩、磁矩
-磁介质对磁场的影响和原子磁矩
--磁场中的磁介质
--原子的磁矩
-WEEK6--磁介质对磁场的影响和原子磁矩
-磁化强度矢量、磁化电流和磁场强度H及其环路定理
--磁介质的磁化
--磁化电流
-WEEK6--磁化强度矢量、磁化电流和磁场强度H及其环路定理
-WEEK6--本周作业
-铁磁介质和简单磁路
--磁场的界面关系
--铁磁性材料
-WEEK7--铁磁介质和简单磁路
-法拉第电磁感应定律
-WEEK7--法拉第电磁感应定律
-动生电动势和感生电动势、感生电场和涡流
--动生电动势
--涡电流
-WEEK7--动生电动势和感生电动势、感生电场和涡流
-自感和互感
--自感
--互感
-WEEK7--自感和互感
-WEEK7--本周作业
-暂态过程和磁场能量
--磁场的能量
-磁场和电场的相对性
-位移电流和麦克斯韦方程组
--麦克斯韦方程组
-WEEK8--位移电流和麦克斯韦方程组
-电磁波、坡因廷矢量和光压
--电磁波
--坡印廷矢量
--电磁波的动量
--光压——辐射压强
-本周作业
--week8--本周作业
-波动光学—引言
--波动光学——引言
-WEEK9--波动光学—引言
-杨氏双缝干涉、相干光
--光的干涉
--双缝干涉
-WEEK9--杨氏双缝干涉、相干光
-光源及发光性质
--光源的发光特性
--时间相干性
--空间相干性
-WEEK9--光源及发光性质
-光程、等倾和等厚干涉
--光程
--薄膜干涉(一)
--薄膜干涉(二)
-WEEK9--光程、等倾和等厚干涉
-迈克耳逊干涉仪
--迈克耳逊干涉仪
-WEEK9--本周作业
-衍射现象、单缝夫琅禾费衍射
--惠更斯原理
--单缝夫琅禾费衍射
-WEEK10--衍射现象、单缝夫琅禾费衍射
-光栅衍射
--光栅衍射
--光栅衍射(续)
-WEEK10--光栅衍射
-光学仪器分辨本领
-WEEK10--光学仪器分辨本领
-X射线晶体衍射
--X射线的衍射
-WEEK10--X射线晶体衍射
-WEEK10--本周作业
-光的偏振状态和偏振片
--光的偏振状态
--起偏和检偏
-WEEK11--光的偏振状态和偏振片
-反射和折射光偏振
-WEEK11--反射和折射光偏振
-晶体双折射、波片
--双折射
--双折射(续)
--波片
-WEEK11--晶体双折射、波片
-偏振光干涉、人工双折射和旋光
--偏振光的干涉
--人工双折射
--旋光现象
-WEEK11--偏振光干涉、人工双折射和旋光
-量子物理诞生和黑体辐射
--量子物理
--黑体辐射
-WEEK11--量子物理诞生和黑体辐射
-WEEK11--本周作业
-光电效应、光子和康普顿效应
--光电效应
--光子
--光子(续)
--光子(续2)
--康普顿效应
-WEEK12--光电效应、光子和康普顿效应
-物质波、波函数和概率密度
--物质波
--波函数
--波函数(续)
-WEEK12--物质波、波函数和概率密度
-不确定性关系
--不确定关系
-WEEK12--不确定性关系
-薛定谔方程
--薛定谔方程
-WEEK12--薛定谔方程
-一维无限深势阱
--一维无限深势阱
-WEEK12--一维无限深势阱
-WEEK12--本周作业
-一维问题
--一维谐振子
--势垒穿透
--扫描隧道显微镜
-WEEK13--一维问题
-氢原子能级和角动量
--原子中的电子
--能量量子化
-WEEK13--氢原子能级和角动量
-电子自旋、费米子和泡利不相容原理
-WEEK13--电子自旋、费米子和泡利不相容原理
-WEEK13--本周作业
-X射线、激光、分子光谱简介
--video
--Video
--分子光谱简介
--激光
--光学谐振腔
-WEEK14--X射线、激光、分子光谱简介
-固体电子气模型和量子统计
--固体
--自由电子气体模型
--量子统计
-WEEK14--固体电子气模型和量子统计
-能带模型
--能带
-能带模型--作业
-本周作业
--WEEK14--本周作业
-半导体和PN结
--Video
--Video
-WEEK15--半导体和PN结
-原子核性质、核磁共振
--Video
--Video
--Video
-WEEK15--原子核性质、核磁共振
-放射性和衰变规律
--Video
--α衰变
--穆斯堡尔效应
--β衰变
-WEEK15--放射性和衰变规律
-结合能、核力
--核的结合能
--核力
-WEEK15--结合能、核力
-粒子物理简介
--基本粒子
-WEEK15--粒子物理简介
-本周作业
--WEEK15--本周作业
-期末考试--期末考试题Part1
-期末考试--期末考试Part2
-期末考试--期末考试Part3