
【化】 Coulomb law; Coulomb's law
库仑定律是电磁学领域描述点电荷间相互作用力的基本规律,其汉英对照定义为:两个静止点电荷之间的作用力与电荷量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比(Coulomb's Law: The force between two stationary point charges is proportional to the product of their charges and inversely proportional to the square of the distance between them)。
该定律的数学表达式为: $$ F = k_e frac{q_1 q_2}{r} $$ 其中$F$表示静电力(单位:牛顿),$q_1$和$q_2$为点电荷量(单位:库仑),$r$是电荷间距(单位:米),$k_e$为真空介电常数,其值为$8.988 times 10 mathrm{N cdot m/C}$。
核心特性与适用范围:
历史溯源: 法国工程师查尔斯·库仑于1785年通过扭秤实验首次定量验证该定律(来源:《自然哲学的数学原理》历史注释版),其研究成果标志着电磁学从定性描述转向定量研究的里程碑。
该定律与万有引力定律同属平方反比定律范畴,但静电力强度是引力的$10^{39}$倍,这解释了为何在微观粒子相互作用中电磁力占主导地位(来源:欧洲核子研究中心CERN基础物理教材)。
库仑定律是描述两个静止点电荷之间静电相互作用力的基本物理定律,由法国科学家查尔斯·奥古斯丁·库仑于1785年通过实验提出。以下是详细解释:
库仑定律的公式为:
$$
mathbf{F} = k cdot frac{q_1 q_2}{r} cdot mathbf{hat{r}}
$$
其中:
特性 | 库仑定律 | 万有引力定律 |
---|---|---|
作用对象 | 电荷 | 质量 |
力性质 | 可吸引或排斥 | 仅吸引 |
强度公式 | $F propto frac{1}{r}$ | $F propto frac{1}{r}$ |
强度常数 | $k approx 10$ 量级 | $G approx 10^{-11}$ 量级 |
库仑通过扭秤实验测量了电荷间的作用力,发现力的大小与电荷量乘积成正比、与距离平方成反比,从而确立了该定律。这一实验为静电学奠定了定量基础。
库仑定律是电磁学的基石之一,与高斯定律共同构建了静电场的理论基础。
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