靜電

電荷與電量、庫倫定律、電場與電力線、電位能、電位、電位差、電容

電容率

電容率 (Permittivity)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

在庫侖定律中,我們所熟知的公式:\(F=\frac{kQq}{r^2}\),\(k\) 叫做電常數(electric constant)或庫侖常數(Coulomb’s constant),在高中物理,它的大小等於 \(9\times 10^9~Nm^2/C^2\),但是到了大學普通物理我們卻喜歡把它換成真空電容率 \(\varepsilon_0\),它們之間的關係是:\(k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\),

詳細關係為:

\[ k_e=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}=\frac{\mu_0c_0^2}{4\pi}=\frac{c^2_0}{10^7}=8.9875517873681764\times 10^9~N\cdot m^2\cdot C^{-2} \]

另外,我們還可以把它當成 \(1\),但此時電量的單位必須由庫侖換成靜庫(electro static unit,esu 或 static Coulomb,statC)。

電子 (Electron)

電子電子(Electron)
國立台中第一高級中學物理科張宇靖教師、康宇玹教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「電」的英文字electricity,是由希臘字「ήλe κt ρον(electron)(琥珀)」變化而來的。西元前600年,古希臘人發現琥珀與毛皮、貓皮與木頭摩擦後,可以吸引質量很輕的物體(如紙屑或木屑),他們稱這種現象為電(electric)。

電力線 (電場線)(Line of Electric Force)

電力線 (電場線)(Line of Electric Force)
國立台中第一高級中學物理科張宇靖老師、康宇玹老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在電場中,空間任一點的電場強度都有一定的方向。因此我們可以在電場中畫出一系列曲線,使曲線上每一點的切線方向都和該點的場強方向一致,這些線稱為電力線,可用來表示電場的強弱與方向的假想力線~~法拉第創立。

電力線的描繪,可置一小正電荷於電場中,沿此正電荷所受電力的方向連續緩慢移動所得的軌跡即為電力線。但要注意,正電荷在電場中的運動軌跡不一定是電力線。因為電荷的運動方向(即速度方向)不一定與受力的方向相同。

靜電學(二)

靜電學 (Electrostatics) (二)
國立臺中第一高級中學物理科張宇靖老師、康宇玹老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

連結:靜電學(一)

伏特(Alessandro Volta,1745-1827,義大利物理學家)於1775年發明了靜電感應起電盤,他利用靜電感應起電盤能使導體產生很高電壓的靜電。在1800年用鋅板和銅板插入一瓶稀酸中做成了第一個電池,這種電池叫伏打電池。他把電池串聯起來做成了一個電流更強的伏打電堆(Voltaic pile)。電壓的單位伏特就是以他的名字命名的。

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