静电场的高斯定理 高斯定理说明了什么

电场 electric field

电荷或变化磁场在其周围空间里激发的一种特殊形态的物质。基本特性是，对置于其中的静止电荷施以作用力。因此，可引入电场强度，即单位正的试探电荷所受到的电场力，来描述一定电荷系统或变化磁场周围的电场分布。电场是电作用的媒递物。

静正电荷激发的电场称作静电场，又称作库仑场，它遵从库仑定律。

根据库仑定律和场强叠加原理可得出静电场的两个基本定理，即高斯定理和环路定理，表明静电场是有源无旋场，电荷是电场的源和汇，描述电场的电力线从正电荷发出，终止在负电荷上。

变化磁场激发的电场称作感应电场或涡旋电场，它遵从高斯定理和法拉第电磁感应定律。感应电场是有旋无源场，描述感应电场的电力线是一些无头无尾的闭合曲线。

普遍情形的电场是静电场和感应电场的叠加。普遍情形的电场还与磁场相互紧密地联系在一起，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，电场和磁场是电磁场统一体中相互依存、相互制约的两个方面，遵从麦克斯韦方程组。

认识到存在场这种物质形态，是人类思想观念上的一大进步。这一进步是从电磁现象的研究中缘起的。

对于非接触物体之间存在的相互作用力，历来存在两种对立的观点：一种是超距作用观点，认为相隔一定距离的两个物休之间存在着直接的瞬时的相互作用，不需要任何介质传递，也不需要传递时间；另一种是近距作用观点，认为相互作用都需要中媒介物的传递，并且把这种无处不在的介质称为以太。

整个18世纪和19世纪大半，物理学家大都信奉超距作用观点。然而，M.法拉第从他丰富的电磁现象的实验研究中逐渐形成了特有的场观念。他用力线来描述带电体周围和磁体周围的“状态”，并且用力线来说明他所观察到的各种电磁现象，认为力线是认识电磁现象必不可少的组成部分，甚至比“产生”和“汇集”力线的源更富有研究的价值。

法拉第的场观念得到一些物理学家的重视，特别是J.C.麦克斯韦，他用严密的数学表述了法拉第的力线思想，并进一步研究发现了电磁场的新特，变化的磁场在其周围产生电场，变化的电场在其周围产生磁场，从而建立起电磁场普遍遵从的麦克斯韦方程组，并预言了电磁波以及电磁场的物质性，后被实验所证实。

如今“场”作为区别于实物的一种物质存在形式的思想已在物理学家头脑中根深蒂固。场是比实物粒子更基本的一种物质存在，具有更为丰富的内涵，任何实物粒子都有一种与之相对应的场。所谓粒子是对应的场的某种激发，而粒子之间的相互作用来源于场之间的相互作用。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第5册，中国大百科全书出版社，2009年