静电场的基本现象和规律

1、电荷
电荷的定义:物体有了吸引轻小物体的性质，就说它带了电，或有了电荷，带电的物体叫带电体。
电荷的种类：正电荷 ；负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电量的定义:物体所带电荷数量的多少。电量的单位为库仑。测量电量的仪器是验电器。

古老的摩檫起电机
电荷的性质:
(1)电荷的量子性:　1913年，密立根（R.Millikan）进行油滴实验，测定了带电的油雾滴上的电量，大量的实验数据证实每个油滴上所带电量总是e的整数倍。1919年，发现了质子，确定它是带正电且电量为e的粒子。精密测量证明，质子的正电荷和电子的负电荷在电量上精确相等（达到10-20的精确度）。近代粒子实验表明查明：所有粒子或带 ne，或带-ne（n=0,1,2???），或为中性。因此，在自然界中，e是电量最小的元电荷，可称为电荷的量子。而任何电荷的电量总为元电荷e的整数倍，这一事实称为电荷的量子性。1964年，盖尔曼（M.Gell-Mann）首先提出，一些粒子是由称为夸克和反夸克的更小粒子组成，并预计夸克和反夸克的电量应取±1/3e或±2/3e。现已在一些粒子物理实验中证实了夸克的存在，只是由于夸克禁闭而未能检测到单个的自由夸克。
(2)电荷的守恒性; 在一个孤立系统中，系统所具有的正负电荷的电量的代数和总保持不变。这一性质称为电荷守恒定律
(3)电荷的相对论不变性: 一个电荷，其电量与它的运动速度或加速度均无关。这是电荷与质量的不同之处。电荷的这一性质表明系统所带电荷的电量与参考系无关，即具有相对论不变性。
2、库仑定律
库仑定律：真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，作用力的方向沿着这两个点电荷的联线,同好电荷相斥，异号电荷相吸。

公式：

库仑定律的实验验证：库仑定律是1784--1785年间库仑通过纽秤实验总结出来的。纽秤的结构如下图。在细金属丝下悬挂一根秤杆，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。为了研究带电体之间的作用力，先使A、B各带一定的电荷，这时秤杆会因A端受力而偏转。转动悬丝上端的悬钮，使小球回到原来位置。这时悬丝的扭力矩等于施于小球A上电力的力矩。如果悬丝的扭力矩与扭转角度之间的关系已事先校准、标定，则由旋钮上指针转过的角度读数和已知的秤杆长度，可以得知在此距离下A、B之间的作用力。