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電場

電荷之間存在相互作用(庫侖定律)，而傳遞這種相互作用的物質(zhì)就是分布在電荷周圍的電場。描述電場大小和方向的物理量——電場強度可以通過放在電場中的試探電荷(電荷量充分小，從而不影響原來電場的分布；線度充分小，從而可以看成點電荷)所受到的電場力來定義，即

其中E、F分別為電場和電場力，q0為試探電荷的電荷量。從而點電荷在電場中所受電場力就可以表示為

電場強度滿足疊加原理，即某處的電場強度等于各個點電荷單獨存在時該點電場強度之和。根據(jù)庫侖定律真空中靜止點電荷在空間任意一點激發(fā)的電場強度為

高斯定理

根據(jù)庫律可以推導出靜電場的高斯定理

即空間封閉曲面上電場的通量(高斯公式、通量、散度的物理意義)與曲面所包含的電荷的總量成正比。根據(jù)高斯公式，對于連續(xù)分布電荷，高斯定理也可以表示為

其中ρ是電荷密度。

高斯定理給出了電場強度對閉合曲面的通量與場源電荷的關(guān)系(或電場強度的散度與場源電荷密度的關(guān)系)。對于靜電場來說，高斯定理跟庫侖定律是等價的，但庫侖定律只適用于靜電場，高斯定理還適用于運動電荷激發(fā)的電磁場和迅速變化的電磁場。由高斯定理可知靜電場是有源場，封閉曲面外的電荷對整個封閉曲面上電場的通量貢獻為零。

后來，高斯定理成了麥克斯韋方程組中四個基本方程之一。

類似的，也可以定義引力場(萬有引力定律)，對于引力場也存在相應(yīng)的高斯定理。