2024年4月7日发(作者:如何快速填数学试卷的方法)

高斯——高斯定律

人物简介:

高斯(1777.4.30-1855.2.23)德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。是近

代数学奠基者之一,高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称。

与阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家。一生成就极为丰硕,以他名字“高斯”命名的成

果达110个,属数学家中之最。他对数论、代数、统计、分析、微分几何、大地测量学、地

球物理学、力学、静电学、天文学、矩阵理论和光学皆有贡献。

电磁学成就

一)高斯定理(散度定理)

高斯定理是从库仑定律直接导出的,它完全依赖于电荷间作用力的二次方反比律。把高斯

定理应用于处在静电平衡条件下的金属导体,就得到导体内部无净电荷的结论,因而测定导

体内部是否有净电荷是检验库仑定律的重要方法。

积分形式:





E

dS

s

q

0

(点电荷)

微分形式:

E

0

连续分布带电体:

1

L

d

l

0

1

e

E

d

S

d

S

S

S

0

1

V

d

V

0

理解:

1.电场中任一闭合曲面的电场强度通量等于该曲面内电荷电量的代数和除以ɛ

0,

与闭合曲面

外的电荷无关。

2.它是电磁场理论的基本定理之一,反映了静电场是有源场这一特性。电力线总是起于正电

荷止于负电荷。

1.

是指高斯面内正、负电荷电量的代数和,即

为零,有两种情况:

qq

A.高斯面内有电量相等的正、负电荷

B.高斯面内无电荷

2.公式中的E指空间某处的总电场强度。

3.

为零,E不一定为零。因为高斯面上的场强是由高斯面内、外电荷在该点产生的场强

q

矢量和决定的。

适用范围:

1.高斯定理既适用于静电场,也适用于运动电荷场和涡旋电场

2.高斯定理应用于求曲面积分、静电场、非静电场和磁场非常方便,特别是求电场强度和磁

感应强度。虽然有时候应用高斯定理求解电磁学方面问题很方便,但是它也存在着一定的局

限性(只能求解某些对称分布电场的场强)。

二)与韦伯制成了第一台有线电报

三)建立了地磁观测台

四)创立了电磁量的绝对单位制

注意

1.高斯面的理解

A.高斯面是一个几何面,没有厚薄和内外之分。电荷要么在高斯面内,要么在高斯面外。

B.高斯面为封闭曲面。

2.高斯面的选择

A.求解场强的场点要在高斯面上;

B.高斯面上各部分或者要么与场强E垂直、要么平行、要么有恒定的夹角;

C.各部门高斯面上垂直于高斯面的场强的大小应各自为一常说;

D.高斯面的性质选择应简单

3.高斯定理求解电场分布的步骤

A.分析带电体所产生的电场是否具有对称分布的特点;

B.在对称性分析的基础上选取高斯面;

C.由高斯定理求出电场的大小,并说明其方向,即电场场强的分布。

4.高斯定理的应用

A.成立条件:静电场


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