EM-03 · 静电场
电场
电荷在其周围空间产生一个矢量场——电场。亲眼看到：那支箭就是单位电荷所受的力，并按距离的平方反比衰减。
改变距离与符号
从近处、从远处观察这个电荷。改变距离时，试验电荷所受的力箭如何变化。切换符号时，方向如何翻转。
按钮切换源电荷的符号。
到试验电荷的距离 rr = 1.60
拖动旋转。滑块控制距离，按钮切换电荷符号。
此点的电场 E
向外（远离电荷的方向）
E = kQ/r² r̂ · 沿径向，按 1/r² 衰减
F = qE · 试验电荷 q 所受的力
相对场强 · 47%
近 · 强场 ·
电场 —— 电荷绘制的力之图
只要有一个电荷，它周围每个点都会出现一支箭，说“在这里放一个单位正电荷会受到这样的力”。这些箭的集合就是电场 E。无论试验电荷是否真的存在，场都已经铺展在电荷周围。所以定义为 E = F/q。
点电荷的电场 —— 径向 1/r²
点电荷 Q 产生的电场向各个方向均匀伸展。大小按距离的平方反比衰减：E = kQ/r²，方向沿径向单位矢量 r̂。正电荷指向外，负电荷指向内。比例常数 k 为 1/(4πε₀)。
观察E = k Qr² r̂
点电荷的场与 Q 成正比、与 r² 成反比。
力来自场 —— F = qE
把任意电荷 q 放入电场，它所受的力是 F = qE，即场的箭乘以电荷量。关键在于：电场 E 与试验电荷 q 无关。把 q 加倍，该处的 E 不变，只有力加倍。电场是产生它的源电荷的属性。
选择F = ?
力等于电荷量乘以电场。
方向与叠加
电场方向从正电荷指出、向负电荷指入。若有多个电荷，把每个电荷产生的箭作为矢量相加，得到某点的电场（叠加）。当电荷沿线、面或体积分布时，这种相加就变成积分——正是下一单元的主题。
填空|E| ∝ ?
距离加倍，场变为四分之一。
自己来E = ? r̂
比例常数 k 为 1/(4πε₀)。
回到第一屏
用滑块把试验电荷拉得越近，力的箭就越急剧地变长。距离减半，场就变四倍，因为它按 1/r² 变化。按下符号按钮，所有箭一齐翻转——方向跟随电荷的符号。而无论你怎样改变试验电荷，背景的场箭都纹丝不动，因为电场属于产生它的电荷，而不属于放进去的电荷。
电场 E 是电荷在其周围空间中产生的矢量场。某点的箭等于放在该处的单位正电荷所受的力(E = F/q)。对点电荷 Q，E = kQ/r² r̂，沿径向伸展并与距离的平方成反比。电荷 q 所受的力为 F = qE。
接下来的路
电场是静电场的主角，并从这里分作两路。当电荷分布在线、面或体积上时，对 dE 积分即得整体的场(EM-04)。而数一数这个场穿过闭合面的多少，就通向通量与散度(EM-05)和高斯定律(EM-06)。