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静电场和物质的相互作用是什么

通过第1章的讨论，我们对真空中的静电场已经有了基本认识. 在这一章中，我们将讨论静电场与电场中放置的物质之间的相互作用.由于组成各种物质的分子、原子都是由带负电荷的电子和带正电荷的原子核所构成的，因此，各种物质从微观结构看，都是复杂的带电系统，在通常条件下，物质内部正、负电荷等量且均匀混合分布，宏观上呈现出不带电的电中性状态. 当物质放入电场后，由于电场对物质内带正、负电荷粒子的作用，将会使其正、负电荷均匀混合分布的电中性状态发生改变，从而使物质上出现一定的宏观电荷，而这宏观电荷的出现又反过来会影响和改变电场. 这样，电场使物质内部电荷分布状态发生变化引起宏观电荷的出现，出现宏观电荷后的物质反过来又去影响、改变电场，电场与物质之间相互影响、相互制约，这就是电场与物质相互作用中出现的基本情况.

  正是由于电场与物质之间的作用是相互影响、相互制约的关系，所以我们在这一章里所讨论的问题不像在第1章里所常碰到的那样，预先知道电荷的分布情况去确定空间的电场分布.在这里，物质上的宏观电荷分布并不是预先知道的，它是由电场的情况和物质的电性质来确定的.也就是说，物质上出现的电荷分布与电场是需要同时确定的.我们只能根据静电场遵守的普遍规律(如高斯定理、环路定理等)去研究电场与电荷之间的关系，并联系物质本身的电性质，来同时确定物质上的电荷分布与电场的空间分布.

  物质的电性质

  虽然各种物质都是由原子(或由原子组成的分子)构成的，但由于不同原子内部的电子数目和原子核内的情况各不相同，所以，由不同原子聚集在一起构成的不同物质的电性质也各不相同，甚至有的差别很大. 即使是由相同原子构成的物质，由于所处的环境条件(如温度、压强等)不同，电性质也有差异.

  各种物质电性质的不同，早在18世纪初就为人们所注意了.1729年，英国人格雷(Stephen Gray)就发现金属和丝绸的电性质不同，前者接触带电体时能很快把电荷转移或传导到别的地方，而后者却不能、我们可以做这样一个实验把一根金属棒和一根玻璃棒都插到地上，在它们的上端各放置一个带等量电荷的金属球. 我们会发现，金属棒上端金属球上的电荷在10~5s时间内，就被金属棒传导到大地而分散消失了，但玻璃棒上端金属球上的电荷要呆几年时间才慢慢消失掉. 这个实验表明，不同物质转移或传导电荷的能力可以相差很大.

  物质能够使电荷从物质的一个地方转移到另一个地方或传导到其他物体上，表明电荷在这种物质中可以进行移动. 物质转移和传导电荷能力的大小也可以看作电荷能够在这种物质中移动的难易程度.根据物质转移和传导电荷能力的强弱(或电荷在物质中移动的难易程度)，通常人们把物质分为3类转移和传导电荷能力很强的物质，或者说电荷很容易在其中移动的物质叫做导体反之，转移和传导电荷能力很差的物质，即电荷在其中很难移动的物质叫做绝缘体介于这两者之间的物质叫做半导体.

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