庫侖力

法國物理學家查爾斯·庫侖於1785年發現，因而命名的一條物理學定律。庫侖定律是電學發展史上的第一個定量規律。因此，電學的研究從定性進入定量階段，是電學史中的一塊重要的里程碑。

基本介紹

• 中文名：庫侖力
• 外文名：Coulomb force
• 別稱：靜電力
• 提出者：查爾斯·庫侖
• 提出時間：1785年
• 套用學科：物理學

庫侖定律

在真空中兩個靜止的點電荷Q1與Q2之間的相互作用力的大小和Q1、Q2的乘積成正比，和它們之間的距離r的平方成反比，作用力的方向沿著它們的連線，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

其中要注意庫侖定律成立的條件：處在真空中，必須是靜止的點電荷。

庫侖力公式 ：

其中Q1和Q2分別是兩物體的帶電量，r是兩物體（中心）間的距離，k是一個常數。

靜止帶電體之間的相互作用力。帶電體可看作是由許多點電荷構成的，每一對靜止點電荷之間的相互作用力遵循庫侖定律，又稱靜電力。

實驗驗證

庫侖定律是1784--1785年間庫侖通過扭秤實驗總結出來的。扭秤的結構如下圖。在細金屬絲下懸掛一根秤桿，它的一端有一小球A，另一端有平衡體P，在A旁還置有另一與它一樣大小的固定小球B。為了研究帶電體之間的作用力，先使A、B各帶一定的電荷，這時秤桿會因A端受力而偏轉。轉動懸絲上端的懸鈕，使小球回到原來位置。這時懸絲的扭力矩等於施於小球A上電力的力矩。如果懸絲的扭力矩與扭轉角度之間的關係已事先校準、標定，則由旋鈕上指針轉過的角度讀數和已知的秤桿長度，可以得知在此距離下A、B之間的作用力，並且通過懸絲扭轉的角度可以比較力的大小。

庫侖扭秤

純量形式

庫侖定律的標量形式只描述兩個點電荷彼此相互作用的靜電力的大小。一個電量為q' 的點電荷作用於另一個電量為q的點電荷，其靜電力F的大小，可以用方程表達為：

F=Ke*qq'/r^2，其中，r是兩個點電荷之間的距離，Ke是庫侖常數。

庫侖常數與真空電容率的關係方程為：正值的F表示排斥力；而負值則表示牽引力。採用國際單位制，真空電容率：

的值是8.854187817×10^-12 Fm-1。採用厘米-克-秒制，單位電荷 (esu) ，又稱為靜庫侖 (statcoulomb) ，定義為使817庫侖常數Ke為1的數值。

庫侖定律的標量公式表明，力量的大小直接地與兩個點電荷的電量成正比，又與兩個點電荷之間距離的平方成反比。根據實驗數據，距離的指數，與-2的偏差，低於十億分之一！

矢量形式

給予兩個電量分別為q 、q' ，位置分別為r、r'的點電荷。為了要得到點電荷 q'作用於點電荷q 的力量F的大小與方向，必須使用庫侖定律的矢量形式：

假若兩個點電荷同性（電荷的正負號相同），則其電量的乘積qq' 是正值，兩個點電荷互相排斥。反之，假若兩個點電荷異性（電荷的正負號相反），則其電量的乘積qq'是負值，兩個點電荷互相吸引。

擴展信息

電磁力

是一種相當強的作用力，在宇宙的四個基本的作用力(萬有引力、電磁力、強核作用力、弱核作用力)中，它的強度僅次於強核作用力。

而且研究發現，在某些狀況下，電磁力和弱核作用力會統一，這個發現使得人類距離大統一理論更進一步。

靜止帶電體之間的相互作用力。帶電體可看作是由許多點電荷構成的，每一對靜止點電荷之間的相互作用力遵循庫侖定律。又稱靜電力。

點電荷

任何帶電體都有形狀和大小，其上的電荷也不會集中在一點上。當帶電體的距離比他們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀，大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看作帶電的點，叫做點電荷。