上个视频说到电场叠加原理可以用来计算带电体的场墙,但是这种方法计算繁琐,结果也不直观。该如何形象直观的表示场墙?法拉利想到了一个非常简洁的方法,就像利用光线来表示光一样,它在电场中引入电场线用来表现场墙的大小和方向。
电场线是一种假想的曲线,它是有方向的,曲线上每一点的切线方向就表示该点的电场强度的方向。因此只要测量个点的电场强度方向就能画出电场线。例如已经知道正点点和q周围某点的电场强度方向是沿q和该点的连线从q向外,所以正点点和周围的电场线就是从正点点和出发延伸到无穷远的一条条直线。
类似的负点点和周围的电场线就是从无限远出发延伸到负点点和的一条条直线。此外还知道点点和周围场墙的公式,因此可以探究点点和周围电场的特点。
·首先如果以点点和q为起点做一条射线,这条射线上的个点在同一条电场线上场墙方向相同,但由于它们到点点和q的距离不相等,所以场墙的大小也不相等,离点点和q越远场墙越小。而从图上可以看出近处的电场线比较密集,远处的电场线比较稀疏。
·其次如果以点点和q为圆心做一个球面,电场线处处与球面垂直方向各不相同,而由于它们到点点和q的距离相等,因此同一球面上的个点场墙大小是相等的。在图上可以看出同一球面的电场线疏密程度是一样的。
从以上特点可以看出点点或者电场中任意两点的场墙都不完全相等,要么大小不等,要么方向不同,要么大小方向都不相同。并且电场线的疏密和场墙大小有关,在同一电场中电场线越密的地方场墙越大,电场线越疏的地方场墙越小。
除了这点之外电场线还有两条很重要的性质。
·首先电场线总是从正电荷或无限远处出发到负电荷或无限远处终止,因此电场线有起始点和中点并不是闭合曲线。
·其次电场线永远不会相交,这是由于如果电场线出现了相交,那么交点处就会有两个切线方向,也就是同一点的电场强度有两个方向,这也是不可能的。