库仑定律,揭示了真空中两个静止点电荷间的相互作用力,与它们电荷量乘积成正比,与距离平方成反比。公式表达为F=kQ1Q2/r²(k=1/4πε0)。
查尔斯·库仑于1785年发现并命名这条定律,它标志着电学从定性到定量的转变,是电学史上的里程碑。该定律表明,同名电荷相斥,异名电荷相吸,作用力的方向在两电荷连线上。
成立条件包括:真空中、静止、点电荷。在实验验证中,库仑使用扭秤实验,通过测量力与距离的关系来确认定律的准确性。
验证过程中,库仑提出了一个理论模型:在无限大真空中,两个点电荷间的作用力与距离平方成反比,与电量乘积成正比。力的方向沿两电荷连线,异号电荷间为吸力,同号电荷间为斥力。
库仑定律是在实验的基础上建立的,它描述了静止点电荷之间的相互作用。在多电荷系统中,作用力的总和等于所有单独作用力的矢量和。对于浸没在电介质中的电荷,作用力与介质的介电常数有关。
公式中,F表示作用力,q1和q2为电量,r为距离,k为库仑常数,ε0为真空介电常数。力的单位为牛顿,电量单位为库仑,距离单位为米。
在多个点电荷系统中,作用于任一电荷的总力是其他电荷作用力的矢量和。在电介质中,作用力取决于介质的介电常数。
库仑定律是描述点电荷间作用力的基本定律,适用于距离远大于电荷尺寸的情况。对于近距离的相互作用,必须考虑电荷分布的影响。
电量的单位库仑是以查尔斯·库仑的名字命名的,符号为Q,单位C。
库仑定律是谁发现的
库伦是一位伟大的科学家,他发现了库仑定律,即两个电荷间的静电力F等于静电力常量k乘以两个电荷q1和q2的乘积再除以距离r的平方。
库伦利用库伦扭秤对这一定律进行了精准测量,从而确定了静电力常量k的值。
在科学界,库伦定律被视为描述电荷间相互作用力的基础定律之一。这一发现为后续的物理学研究提供了重要的理论依据,推动了电动力学领域的发展。
元电荷的概念是由美国物理学家密立根提出的。
他通过油滴实验,发现了元电荷的值为1.6*10^(-19)库伦(C)。
在实验过程中,密立根利用了油滴在电场中做匀速运动的特性,结合重力和电场力的关系,通过计算油滴的质量m和电场强度E,从而得出油滴的电量q。
实验数据揭示了油滴的带电量以某个特定数值的整数倍存在,这个数值即为元电荷的值。
密立根的油滴实验不仅验证了电荷的量子性,还为物理学家提供了一种测量电荷大小的标准单位。这一发现极大地丰富了物理学对电荷本质的理解,为量子电动力学的建立奠定了基础。
综上所述,库伦通过实验确定了电荷间相互作用力的定律,而密立根则通过油滴实验揭示了元电荷的存在及其具体数值。
库伦定律与元电荷的概念共同构成了电动力学领域中的重要基石,对物理学发展产生了深远的影响。
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