案为B9-5精密实验表明,电子与质子电量差值的最大范围不会超过±10
-21-21
e,而中子电量与
零差值的最大范围也不会超过±10子间的库仑力和万有引力的大小
e,由最极端的情况考虑,一个有8个电子,8个质子和
8个中子构成的氧原子所带的最大可能净电荷是多少?若将原子视作质点,试比较两个氧原分析考虑到极限情况,假设电子与质子电量差值的最大范围为2×10
-21-21
e,中子电量为10
e,则由一个氧原子所包含的8个电子、8个质子和8个中子可求原子所带的最大可能净电
荷由库仑定律可以估算两个带电氧原子间的库仑力,并与万有引力作比较解一个氧原子所带的最大可能净电荷为
qmax1281021e
二个氧原子间的库仑力与万有引力之比为
2Feqmax2810612Fg4πε0Gm
显然即使电子、质子、中子等微观粒子带电量存在差异,其差异在±10
-21
e范围内时,对于
f像天体一类电中性物体的运动,起主要作用的还是万有引力9-61964年,盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成,中子就是由一个带
2e的3
上夸克和两个带
201e的下夸克构成若将夸克作为经典粒子处理夸克线度约为10-m,中3
-15
子内的两个下夸克之间相距260×10
m求它们之间的相互作用力
解由于夸克可视为经典点电荷,由库仑定律
F
1q1q21e2erer378Ner4π0r24π0r2
F与径向单位矢量er方向相同表明它们之间为斥力9-7点电荷如图分布,试求P点的电场强度分析依照电场叠加原理,点的电场强度等于各点电荷单独存在时在P点激发电场强度的矢P量和由于电荷量为q的一对点电荷在P点激发的电场强度大小相等、方向相反而相互抵消,P点的电场强度就等于电荷量为20q的点电荷在该点单独激发的场强度解根据上述分析
EP
12q1q24π0a2π0a2
题97图9-8若电荷Q均匀地分布在长为L的细棒上求证:1在棒的延长线,且离棒中心为r处的电场强度为
E
1Q2πε04rL2
2在棒的垂直平分线上,离棒为r处的电场强度为
E
1Q2πε0r4r2L2
若棒为无限长即L→∞,试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较
f题98图分析这是计算连续分布电荷的电场强度此时棒的长度不能忽略,因而不能将棒当作点电荷处理但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上如图所示,在长直线上任意取一线元dx,其电荷为dq=QdxL,它在点P的电场强度为
dE
整个带电体在点P的电场强度
1dqer4πε0r2
EdE
接着针对具体问题来处理这r