电力电力线与电场

An ink drop with m 1.3 1010 kg
Q 1. 5 10 13C
F QE ay m m
1 2 y ay t , L v x t 2
QEL2 y 0 . 64mm 2 2mv x
Soil Decontamination and Electroplating
III.電磁學 (Electromagnetism)
III.1 電學（Electricity）
1. 電力與電場（electric force and electric field） 2. 電位與電容
III.2 磁學（Magnetism）
1.磁場與磁力線 2. 磁力 3.電磁感應 4.電磁波（Electromagnetic waves）
Electromagnetic Predators
電 磁 掠 食 者
The torpedo ray and electric eel
Electroplaques
Electric Precipitator
影 印 機
The copying process
பைடு நூலகம் Laser Printer
A RAM Chip
The Electric Interaction
Coulomb’s Law
F k k q1 q 2 r
1 40
2
8 . 99 10 N m / C
9 2
2
0 8.851012 C 2 / N m2 permitivit y
Charge is quantized
Quarks:
q = e / 3 or 2e / 3
Charge is conserved
The radioactive decay
238
U Th He
234 4
The annihilation process (對滅)
e e

Elementary Particles
電容式鍵盤
電 容 式 麥 克 風
心電圖和腦波圖
視網膜電圖
Automatic Coffee Maker
Bimetallic Strip Flasher and 3-way Light Bulb
Electrical Grounding
The pair production process (對生)
e e


The bubble (cloud) chamber
Ex. 1-1 一庫倫負荷電含有多少電子
q 1.00Coul 18 N 6 . 25 10 e 19 e 1.6 10 C/e
Ex. 1-2 氫原子內電子與質子之間 電力與重力之比




2
R = 410-15m 如此大之斥力，必須有更強的核力 與之抗衡，方能維持原子核的穩定。
1.2 電場與場線
（electric field） （Lines of force）
電場的定義
電力: q與q0之間的電力 or q在q0所建立的電場中受到的電力
F E (N/C) (V m) q0
點電荷
帶電平板
二正電荷與電雙極
q0
靜電的應用
Ink-Jet Printing Soil Decontamination Electroplating Electromagnetic Predators Electric Precipitator Xerography Laser Printer
1. 電力與電場
1.1 庫倫定律 (Coulomb’s law ) 1.2 電場（electric field）與場線（電力線）
1.1 庫倫定律
摩擦充電 塑膠棒（負荷電）與毛皮（正荷電） 玻璃棒（正荷電）與絲綢（負荷電） 感應充電 Coulomb’s law
摩擦充電
感應充電
The electric charge (e) is discrete (quantized)
q ne, n = 1, 2, 3,... e 1.6 10
19
C
SI unit: coulomb (C), defined in term of ampere
Millikan’s Oil Drop Experiment
Ink-Jet Printing
The electric field on an ink drop
A drop of R = 2.76m has 3 excess electrons, = 920kg/m3
4 3 F g R g ( 3e ) E Fe 3 4R 3 g E 1. 65 10 6 N / C 9e
2 19 q1q2 C 9 N m 1.60 10 8 Fe 9 10 8 . 2 10 N 2 2 2 11 4 0 r C 5.3 10 m

2 Gme mP 9.111031 kg 1.67 10 27 kg 11 Nm 47 Fg 6 . 67 10 3 . 6 10 N 2 2 2 11 r kg 5.3 10 m


2




Fe Kqe qP 1039 Fg Gme m p
Ex. 1-3 鐵（Fe26）原子核中，兩個 相距一個原子核半徑的質子間之斥力
2 qP qP 1.601019 C 9 N m Fe 8.9910 14N ~ 316lb 2 2 2 15 4 0 r C 4 10 m