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作业（9月10 日，星期四）： 郭硕鸿《电动力学》（第三版）第一章：习题5、10。 补充习题：位于坐标原点处的纯偶极子的电势 ， 证明位于坐标原点处的纯偶极子的电场的表达式： 引言 电磁场是物质世界的重要组成部分之一。经典电动力学是 依靠Franklin(富兰克林，1706)、Coulomb（库仑）、Ampere(安 培)、Farady(法拉第)、Maxwell(麦克斯韦)、Einstein(爱因 斯坦)、Lorentz(洛仑兹)等建立的，前后历经100年时间。 经典电动力学主要内容包括电磁场的基本属性、运动规律， 以及其与带电物质之间的相互作用。 1785年，库仑定律（库仑） 1813年，电通量、高斯定理、静电势的泊松方程 1820年，电流的磁效应（奥斯特） 1820年，电流元之间的相互作用（安培、毕奥、萨伐尔） 1831年，电场、磁场、电磁感应定律（法拉第） 1861年，涡旋电场和位移电流假说 1865年，电磁场的动力学理论 （麦克斯韦），预言电磁波的存在， 提出光的电磁理论 1888年，实验证实电磁波（赫兹） 1898年，运动电荷的推迟势、加速运动电荷的辐射（勒纳德） 1905年，诺贝尔奖（勒纳德和赫兹） 1900年，麦克斯韦电磁理论 （电学、磁学、光学统一的理论）— —经典电磁理论 麦克斯韦方程组（1865）只有在绝对静止的参照系（以太）才成 立，不满足相对性原理 1887年，迈克尔逊-莫雷实验：地球相对于以太的速度为零； 1892年，洛仑兹收缩假设 1904年，洛仑兹变换 1905年，爱因斯坦的狭义相对论（时间与空间的统一） 麦克斯韦建立的经典电动力学理论存在局限性，只有在绝 对静止的参照系（以太）才成立，不满足相对性原理。1905 年，爱因斯坦提出了基于新时空观的、适用与任何惯性参照 系的理论——狭义相对论。 电磁现象和电磁力理论的完整性成为物理学家对物理学研 究所追求的一种范式，甚至成为对其它力研究所追求的一种 理想模型。 本章采用的是从静电场、静磁场的基本规律出发，然后对 其中的部分定律做推广，并借助相关的假设，给出随时间变 化的电磁场运动规律的完整定律。这些理论的准确性又通过 后来大量的实验得到检验与证明。 第一章 电磁现象的普遍规律 §1 电荷和电场 从微观的角度看，电荷的电量是量子化的。常见的基本带 电粒子是电子和质子。电子的电量是1.602 1019 C ，空间上的 -18 线度为10 m ，而质子的电量为正，大小与电子的电量相同。 实验上目前测得的带电粒子的电量都是电子电量的整数倍， 这就是所谓的电荷电量量子化现象。 当我们讨论宏观的带电体系的电磁性质时，由于这些粒子 的体积非常小，即使微小体积元内其所包含的带电粒子数量 如此之多，我们可近似地认为：1）可以采用点电荷模型来描 述带电粒子：带电粒子体积趋于零，电荷密度无穷大，总电 量仍然是电子电量的整数倍；2 ）体系电荷分布在空间上是连 续的，电荷是空间位置的连续函数。 在本节是从关于静止的点电荷之间的库仑相互作用力出 发，给出静止的带电体系所激发的静电场的场强表达式，然 后分析静电场的散度和旋度性质，包括其积分和微分的形式。 最后，我们对静电场的部分结论进行推广到随时间变化的情 况下电场的一般特性。 1. 库仑定律 Q 真空中静止 （相对于观察者）的点电荷 对另一静止点电 2  Q 荷 的作用力 为： F 1 12  QQ  F  1 2 r