Закон Кулона

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск

Введение[править]

О законе сухого трения см. Закон Амонтона - Кулона
Классическая электродинамика
Solenoid.svg
Магнитное поле соленоида
Электричество · Магнетизм

Зако́н Куло́на — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов.

Был открыт Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:

  1. точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров.
  2. их неподвижность. Иначе уже надо учитывать дополнительные эффекты: возникающее магнитное поле движущегося заряда и соответствующую ему дополнительную силу Лоренца, действующую на другой движущийся заряд.
  3. взаимодействие в вакууме.

Однако, с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов.

В векторном виде в формулировке Ш.Кулона закон записывается следующим образом: $$\vec{F}_{12}=k\cdot\frac{q_1 \cdot q_2}{r_{12}^2} \frac{\vec{r}_{12}}{r_{12}}$$

где:

  • \(\vec{F}_{12}\) — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2;
  • \(\,q_1 \),\(\,q_2 \) — величина зарядов;
  • \(\vec{r}_{12}\) — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда \(\,q_1 \),\(\,q_1 \), и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — \(\,{r_{12}} \);
  • \(\,k\) — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, закон указывает, что одноименные заряды отталкиваются (а разноименные – притягиваются).

Коэффициент k[править]

В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент \(\,k\)=\(\,1\) и, как правило, опускается.

В СИ k ≈ 8,987551787 109 Н м2/Кл2(или Ф-1 м) и записывается следующим образом: $$k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}$$

где ε0 ≈ 8.854187817 10−12 Ф/м — электрическая постоянная.

В однородном изотропном веществе в знаменатель формулы добавляется диэлектрическая проницаемость среды ε.

В СГСЭ $$k=\frac{1}{\varepsilon}$$

В СИ $$k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon}$$

История[править]

Примерно за 11 лет до Кулона закон взаимодействия зарядов был открыт Г. Кавендишем, однако результат не был опубликован и долгое время оставался неизвестным.

Сам Кулон занимался исследованием кручения нитей и изобрел крутильные весы. Он открыл свой закон, измеряя с помощью них силы взаимодействия заряженных шариков.

Страница: 0

en Coulomb's law

Примечания[править]


См. также[править]

Ссылки[править]

Литература[править]

Для статьи[править]