电场强度是矢量吗
是
电场强度是矢量,用来表示电场的强弱和方向的物理量。实验表明,在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值,是一个与试探点电荷无关的量。
以试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的方向为电场方向,以前述比值为大小的矢量定义为该点的电场强度,常用E表示。按照定义,电场中某一点的电场强度的方向可用试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力的电场方向来确定;电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定。
矢量:力(包括力学和电磁学中的“力”),力矩、线速度、角速度、位移、加速度、动量、冲量、角动量、场强、速度等。严格说来,矢量必须在空间反演时变号。空间反演时不变号的称作赝矢量。物理学中通常称作矢量的角速度、角动量、力矩都不是矢量,而是赝矢量。矢量和赝矢量有本质不同。
方向
电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。
对于真空中静止点电荷q所建立的电场,可以由库仑定律得出。
式中r是电荷q至观察点(或q')的距离;r是由q指向该观察点的单位矢量,它标明了E的方向
静电场或库仑电场是无旋场,可以引入标量电势φ,而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系
E=-▽γφ
时变磁场产生的电场称为感应电场,是有旋场。引入矢量磁位A并选择适当规范,可得电场强度与矢量磁位间的关系为时间变化率的负数关系,即感应电场与库仑电场的合成电场是有源有旋场。
如何判断标量和矢量
矢量亦称“向量”。有些物理量,是由数值大小和方向才能完全确定的物理量,这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则,在相加减时它们遵从几何运算法则。这样的量叫“物理矢量”。如速度、加速度、位移、力、冲量、动量、电场强度、磁场强度……等都是矢量。可用黑体字(例如F)或带箭头的字母来表示矢量。
标量亦称“无向量”。有些物理量,只具有数值大小,而没有方向。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。这样的量叫做“标量”。如质量、密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻等物理量。无论选取什么坐标系,标量的数值恒保持不变。矢量和标量的乘积仍为矢量。矢量和矢量的乘积,可构成新的标量,也可构成新的矢量,构成标量的乘积叫标积﹔构成矢量的乘积叫矢积。如功、功率等的计算是采用两个矢量的标积。