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地球物理
库仑定律
库仑
定律:是电磁场理论的基本定律之一。
库仑定律
真空中两个静止的点
电荷
之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向沿着这两个点电荷的连线, 同名电荷相斥,异名电荷相吸。公式为F=k*(q1*q2)/r^2 。
而库仑定律成立的条件为1.真空中 2.静止 3.点电荷。
库仑定律是法国物理学家库仑于 1785年通过扭秤实验得出的。他使用扭秤测量了作用力,但当时的实验精度不高。通过间接的方法,可以检验平方反比律中指数2的精确程度。
麦克斯韦
得出,若令公式中r的方次为2+δ,δ为误差,则δ的上限为|δ|≤1/21600。1936年,普林顿和劳顿通过实验得出:|δ|<2×10-9。1971年,威廉斯、
费勒
和希尔求得δ的极限值为(2.7±3.1)×10-16 。此外,
卢瑟福
所做的
原子核
对α粒子散射的实验证明:在带电粒子间近至10-12cm的核尺度上,库仑定律仍保持有效。但对于比这小的距离,定律则不成立。
如果真空中有多个点电荷,作用于任一点电荷上的总力是其他点电荷分别对于q1的作用力的矢量和。两个电荷间的作用力不因其他电荷的存在而改变。
库仑定律
如果q1和q2两个电荷都浸没在一无限大的均匀、各向同性电介质中,则式中ε为电介质的介电常数。空气的ε=1.00059ε0,ε0为真空介电常数。
描述点电荷之间的作用力,仅当带电体的尺度远小于两者的平均距离,才可看成点电荷,描述静止电荷之间的作用力,当电荷存在相对运动时,库仑力需要修正为Lorentz力。但实践表明,只要电荷的相对运动速度远小于光速,库仑定律给出的结果与实际情形很接近。
由此可见,电磁力在原子、分子结构中起决定性作用,这种作用力远大于万有引力引起的作用力,即可表述为质量对物体间的影响力远小于电磁力的作用,并且有:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。
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