《新编基础物理学（下册）》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，2009年被教育部列为普通高等教育精品教材．《新编基础物理学（下册）》依照教育部最新颁布的大学物理课程教学基本要求编写，《新编基础物理学（下册）》系统阐述了大学物理学的基本概念、基本理论和基本方法，并融入作者多年教学经历所积累的成功经验．编写理念上，强调培养学生物理思想和物理方法；内容选取上，根据“保证宽度、加强近代、联系实际、涉及前沿”的原则，强调精炼适当；编写风格上，力求深入浅出、简洁流畅．考虑当前学生学习和教师教学特点，《新编基础物理学（下册）》配备了习题分析与解答，学习指导与能力训练以及电子教案等资源，以备选用．《新编基础物理学（下册）》分两册，上册包括力学篇，机械振动、机械波篇和热学篇；下册包括电磁学篇，光学篇和量子物理基础篇．值得一提的是，《新编基础物理学（下册）》在有关章节中适当引入计算机数字技术应用案例，以引导学生自主式、研究式学习，以期激发学生的学习兴趣；同时在《新编基础物理学（下册）》的每章均设置二维码，让学生自主扫描获得动画、视频和演示实验等资料，从而拓展大学物理的教学内容，培养学生探索精神和创新意识．

      《新编基础物理学（下册）（第二版）》适合于普通高等学校工科各专业学生学习使用，也可作为教师或相关人员的参考用书。

第 篇 电 磁 学

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电磁学 (electromagnetism)主要是研究电荷 (electric charge)、电场 (electric field)和磁场 (magnetic field)的基本性质、基本规律以及它们之间相互联系的科学．电磁运动是物质的一种基本运动形式．
在 1820年以前，人们对电现象和磁现象是分别进行研究的，直到丹麦物理学家奥斯特 (H. C. Oersted，1777～ 1851)发现了电流的磁效应后才结束了这种状态． 1831年，英国物理学家法拉第 (M. Faraday，1791～ 1867)发现了电磁感应现象及其规律，将人类关于电、磁之间联系的认识推到了一个新阶段． 1865年，英国物理学家麦克斯韦 (J. C. Maxwell，1831～ 1879)在《电磁场的动力学理论》中总结了前人研究电、磁现象的成果，提出了感生电场和位移电流假说，建立了完整的电磁场理论基础——麦克斯韦方程组．根据这个方程组，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并计算出电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度． 1888年，德国物理学家赫兹 (H. R. Hertz， 1857～ 1894)从实验上证实了电磁波的存在． 100多年来，随着科学技术的飞跃发展，人们又从许多方面更加充分地证实了麦克斯韦方程组的正确性．
目前，电磁学的发展有两个重要方面：一方面是电磁学规律被用来解决各种各样的实际问题 .可以毫不夸张地说，当代高新技术和物质文明一刻也离不开电磁学的应用．另一方面是理论基础方面，更深入地研究电磁相互作用，使它成为更普遍的理论． 1967年，温伯格 (S. Weinberg，1933～ )和萨拉姆 (A. Salam，1926～ )在格拉肖 (S. L. Glashow，1932～ )理论的基础上，先后提出了电磁相互作用和弱相互作用统一的规范理论，并为实验所证实，即电磁相互作用和弱相互作用只是同一种相互作用——电弱相互作用——的两种表现形式 .物理学家正试图找出一个“超统一理论”，即能理解一切物理现象的基本规律．这种巨大的综合性工作，正等待着物理学家们去探索．

非均匀强电场作用下，受到静电力而竖起



第9 章电荷与真空 中的静电场 
任何电荷的周围都存在着电场，相对于观察者来说静止的电荷在其周围激发的电场称为静电场．静电场是电磁学中首次遇到的一个矢量场，它是研究电磁学的基础．本章主要研究真空中的静电场的基本性质与规律．


电荷　库仑定律 

9.1.1 电荷的量子化


　　琥珀摩擦后可以吸引小碎纸屑

　　玻璃棒经丝绸摩擦后带正电，硬橡胶棒由毛皮摩擦后带负电
人类认识电现象，开始于对摩擦起电 (electrification by friction)现象的观察，中国古书上曾有“琥珀拾芥”的记载，也就是说，经过摩擦的琥珀能够吸引轻小的物体．后来，人们发现经毛皮摩擦过的橡胶棒和经丝绸摩擦过的玻璃棒也具有这种性质，我们说它们带了电 (electricity)，或者说带有了电荷 (electric charge)．美国物理学家富兰克林 (B. Franklin， 1706～ 1790)首先以正电荷、负电荷的名称来区分两种电荷，并在实验的基础上指出，自然界中只存在正负两种电荷，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．带电的物体称为带电体，带电体所带电荷的多少叫电量 (electric quantity)，用符号 Q或 q表示，在国际单位制中，其单位为库 [仑 ](C)．正电荷的电量取正值，负电荷的电量取负值．
实验还证明，在自然界中，电荷是以一个基本单元的整数倍出现的．目前，我们认为电荷的一个基本单元就是一个电子所带电量的绝对值，常以 e表示．即 
= #-19 
e 1.60210C C
带电体所带的电量只能是 q= nen^ 0， 1， 2，
= !!gh．电荷的这种只能取离散的、不连续的量值的性质，叫做电荷的量子化 (charge quantization)．即物体所带的电量不可能连续地取任意量值．
近年来，理论上已提出可能存在更小的电荷单元，即所谓的分数电荷，但实验上并未发现．由于电子的电量是很小的，而在一般的实验中，电量的变化都涉及大量电子的迁移，在宏观上，我们通常近似地认为电量可以连续变化． 
9.1.2 电荷守恒定律
大量的实验表明，一个孤立系统 (即与外界无电荷交换的系统 )的总电荷数 (正负电荷的代数和 )保持不变，即电荷既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一个部分转移到物体的另一部分，这个定律称为电荷守恒定律 (law of conservation of charge)．例如，用不带电的丝绸与玻璃棒摩擦使玻璃棒带正电，同时丝绸上必定带有等量的负电．摩擦前的丝绸和玻璃棒都不带电，电荷的代数和为零，后来，尽管两者都带了电，但电荷的代数和仍为零．电荷守恒定律是自然界的基本守恒定律之一．