電磁學

電場(electric field)

電場是每個電荷在自己周圍攜帶的無形「力場光暈」,隨時準備推或拉任何靠近的其他電荷。把一個正電荷想像成一隻小刺蝟,刺針朝四面八方筆直伸出:這些刺針就是電力線,而落入其中的第二個電荷會沿著它所在的那根刺針感受到力。不論第二個電荷在不在,電場都存在——它是電荷向外發出、瀰漫整個空間的「互動邀請函」。

定量上,某點的電場 E 是一個微小試驗電荷在該處所受的「每單位電荷的力」,單位是伏特每公尺(V/m)。靠近電荷時很強,遠離時逐漸減弱,對點電荷而言以 1/r² 衰減。在一個跨越 1 mm 間隙、充到 5 V 的電容器介電質中,電場高達 5,000 V/m;若把電壓拉得夠高(乾燥空氣中約 300 萬 V/m),電場便會把電子扯離原子,點燃火花。電壓其實就是電場沿某條路徑累加的結果,所以陡峭的電場代表在很短距離內就有很大的推力。

E = F / q (units: V/m = N/C)

電力線永不交叉(任一點上電荷只能感受到一個合力),而且總是從正電荷出發、終止於負電荷——這個圖像讓高斯定律幾乎一目了然。

又稱
E-fieldE 場