心智圖資源庫 靜電場
這是一篇關於靜電場的心智圖，靜電場是指觀察者與電荷量不隨時間變化的電荷相對靜止時所觀察到的電場。
遙感原理第二章 遙感物理基礎
物理心智圖
物理壓強
物理-運動心智圖
功率與電能的測量
1-1質點運動學（速度 加速度 直線運動）
電場 （物）
力和運動（物）
光和波
力與運動
靜電場
第一部 靜電場
電荷量子化 電荷守恆定律 靜電場
電荷的量子化：q=±ne（n=1,2,3...） e=1.602×10^（-19）
電荷守恆定律：在於外界沒有電和交換的系統內，無論發生怎樣的過程，系統內正，負電荷的代數和不變
庫侖定律：適用條件：真空中的點電荷
靜電力疊加原理：
電場的基本性質
（1）電場堆放其內的任何電荷都有作用力
（2）電場力對移動電荷做功
電場強度 場強疊加原理
電場強度：大小等於單位電荷在該點受力的大小 ，方向為正電荷在該點受力的方向
點電荷的電場強度：
場強疊加原理：
電偶極矩
電偶極子：一對相距較近的，電量相等，電性相反的電荷
中垂線上：
延長線上：
電偶極矩：
幾種典型帶電體的電場強度分佈
帶電圓環：
均勻帶電直導線周圍一點
無限長帶電直導線：
均勻帶電圓盤：
無限大帶電平面：
均勻帶電球面的電場強度：
球面內：0
球面外：
均勻帶電球體：
r<R時
r>R時
電場強度通量 高斯定理
電場強度通量：
高斯定理：
應用高斯定理求場強的步驟
分析對稱性
根據對稱性選取高斯面
根據高斯定理求電場強度
靜電場的環路定理：
靜電場環路定理 電位能 電位
電位能：
電位（場強與電位的積分關係）：
電位差：
點電荷的電位：
電位差與電位增量：
電位疊加原理 電場強度與電位梯度
電位疊加原理：
幾種典型帶電體的電位分佈
電偶極子模型中任一點：
均勻帶電圓環軸線：
均勻帶電球面：
無限長帶電直線：
均勻帶電球體
電場強度與電位梯度
（電位與電場強度的微分關係）
第二部分 靜電場中的導體和電介質
靜電場中的導體
導體的靜電感應
自由電子：導體內可自由移動的電子
靜電平衡：導體上沒有電荷做宏觀定向移動的狀態
靜電平衡條件：導體體內場強處處為零
導體表面的電荷分佈：
孤立導體：只有表面產生淨電荷，內部電荷無分佈，電荷分佈密度與其表面曲率成正相關
空腔導體：
腔內無其他帶電體，電荷只能分佈在外表面
腔內有其他帶電體，內外表面皆有電荷，且有高斯定理可知：導體內表面電荷與腔內帶電體表面電荷大小相等，代數且為零
靜電場中的電介質
電介質的極化
極化
位移極化（無極性分子）
取向極化（有極性分子）
介質內場強的變化：
極化強度向量：單位體積內分子電偶極矩的向量和（描述被極化的強度）
極化電荷與自由電荷的關係：
電位移 有介質時的高斯定理
電位移向量：
有介質存在時的高斯定理：
注意
在非均勻介質中，E線不連續，D線連續
E決定電荷受力，D不決定
電容 電容器
電容器的電容
求電容器電容的一般步驟：設電荷Q，求E，計算U，帶入上述公式
電容器電容
平行板電容器：
同軸圓柱電容器：
同心球形電容器：
電場的能量 能量密度
求電場能量
在帶電系統充電的過程中，外力的做功：
依電場分佈，得能量密度分佈，作體積分：
靜電能與電位能的關係：帶電系統的靜電能等於各帶電體單獨存在時的靜電能與各帶電體相互作用的電位能之和
電容器中儲存的靜電能：
電場能量密度:
電場中總靜電能：
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