静电场是一种众所周知的物理现象,当物体带有过多或过少的电荷时就会发生静电现象。在物理学中,我们用电场来描述这种现象。而用电场线来描绘静电场的形态。
电场线在三维空间中并不显而易见,我们可以通过在平面理解静电场的形态。可以尝试在一个坐标系中画出每个点的电场线,它们表现为从正电荷流出并汇入负电荷的曲线。而曲线越稠密,表示该点电场越强,反之亦然,而曲线方向则是导数(电场强度)的方向。
电场线的描绘方式不够具体,于是我们可以通过电势能函数泛用的思想来描述它。电势(电势能/电压)是一个标量,表示单位电荷在该场中所拥有的能量。电势能的求解方法可以由电位移计算而来,在空间中挖一条小沟,从一个地方移到另一个地方,从所花费的力除以单位电荷所获得的(即电压)。我们也可以把求解曲面上任意一点的电势能,通过类似高二数学中“等势线”(也就是在等高线上运动不会产生机械位移),连成曲面。这个曲面就称为该场的等势面。
以上是静电场的部分基础知识,希望对初学者有所帮助。