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點(diǎn)電荷
帶電體的模型之一
帶電體的一種理想模型。如果在研究的問(wèn)題中，帶電體的形狀、大小可以忽略不計，即可將它看作是一個(gè)幾何點(diǎn)，則這樣的帶電體就是點(diǎn)電荷。物理學(xué)上把本身的線(xiàn)度比相互之間的距離小得多的帶電體叫做點(diǎn)電荷。
理解
就字面上理解，“點(diǎn)電荷”就是帶電體，是一個(gè)沒(méi)有大小和形狀的幾何點(diǎn)。而電荷又全部集中在這幾何點(diǎn)上。事實(shí)上，任何帶電體都有其大小和形狀，真正的點(diǎn)電荷是不存在的，它像力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”概念一樣，純屬一個(gè)理想化模型。不過(guò)，當我們在研究帶電體間的相互作用時(shí)，如果帶電體本身的幾何線(xiàn)度比起它們之間的距離小得很多，那么，帶電體的形狀、大小和電荷分布對帶電體之間的相互作用的影響就可以忽略不計。在此情況下，我們仍可以把帶電體抽象成點(diǎn)電荷模型。也只有這樣，“電荷之間的距離”這一概念本身才有完全確定的意義。故從此角度看，點(diǎn)電荷又是一個(gè)相對性概念。為了能對點(diǎn)電荷的相對性認識得更充分、更深刻，我們不妨再以均勻帶電圓盤(pán)中心軸線(xiàn)上的場(chǎng)強公式為例來(lái)加以說(shuō)明。均勻帶電圓盤(pán)軸線(xiàn)上任一點(diǎn)的場(chǎng)強公式為：
式中ε是真空中的介電常數，σ是圓盤(pán)上的電荷面密度，R為圓盤(pán)半徑，x是軸線(xiàn)上所論點(diǎn)到圓盤(pán)中心的距離。當
，即對于軸線(xiàn)上所論點(diǎn)看來(lái)可以認為均勻帶電圓盤(pán)為“無(wú)限大”時(shí)，所論點(diǎn)的場(chǎng)強等于
。
式中
是圓盤(pán)所帶電量。由此可見(jiàn)，當圓盤(pán)軸線(xiàn)上所論點(diǎn)到圓盤(pán)中心的距離與圓盤(pán)本身的大小相比為很大時(shí)，所論點(diǎn)的場(chǎng)強與帶電量q的圓盤(pán)其中心的一個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)所產(chǎn)生的場(chǎng)強相同。
這里特別值得一提的是，點(diǎn)電荷決不像有些人認為的那樣，一定是一個(gè)帶有很少電量的帶電體。點(diǎn)電荷可以是電量很小，也可以是電量很大。另外，正像力學(xué)中可以把任何物體看作質(zhì)點(diǎn)的集合一樣，任何帶電體都可以看作是點(diǎn)電荷的集合。由此，若相互作用的不是點(diǎn)電荷而是有限大帶電體，則原則上總可將帶電體看成是由無(wú)限個(gè)點(diǎn)電荷元所組成的連續點(diǎn)電荷系，然后再利用適用點(diǎn)電荷相互作用規律的庫侖定律，通過(guò)求和或積分求出兩帶電體之間的相互作用力。在中學(xué)物理中，如果未特別指出帶電體的形狀、大小，則為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，一般都把此帶電體當作點(diǎn)電荷來(lái)處理。
作為一種特殊情況，有時(shí)帶電體的大小雖然在研究問(wèn)題中不能忽略，但帶電體形狀比較規則，具有對稱(chēng)性，以至電荷分布也具有對稱(chēng)性。這時(shí)，帶電體對外所顯的電特性往往跟一個(gè)等效點(diǎn)電荷的電特性相同。于是，我們也可以把此帶電體等效成一個(gè)點(diǎn)電荷來(lái)處理。譬如，一個(gè)有限大均勻帶電的球體，它在球外各點(diǎn)的電場(chǎng)和電勢與一個(gè)與其帶等量電荷，位置在其球心的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)一模一樣。正因為如此，在求球外任一點(diǎn)的電特性或求兩帶電球體的相互作用力時(shí)，我們才把它們均看作是電量全部集中在球心的點(diǎn)電荷。事實(shí)證明，這樣處理問(wèn)題既簡(jiǎn)捷又可靠。
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這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
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