查尔斯·库仑的 てき 肖像 しょうぞう
在 ざい 這篇文章 ぶんしょう 內,向 むかい 量 りょう 與 あずか 标量 分別 ふんべつ 用 よう 粗 そ 體 からだ 與 あずか 斜體 しゃたい 顯示 けんじ 。例 れい 如,位置 いち 向 こう 量 りょう 通 どおり 常用 じょうよう
r
{\displaystyle \mathbf {r} \,\!}
表示 ひょうじ ;而其大小 だいしょう 則 そく 用 よう
r
{\displaystyle r\,\!}
來 らい 表示 ひょうじ 。檢 けん 驗 けん 變數 へんすう 或 ある 場 ば 變數 へんすう 的 てき 標記 ひょうき 的 てき 後 ご 面 めん 沒 ぼつ 有 ゆう 單 たん 撇號「
′
{\displaystyle '\,\!}
」;源 げん 變數 へんすう 的 てき 標記 ひょうき 的 てき 後 ご 面 めん 有 ゆう 單 たん 撇號「
′
{\displaystyle '\,\!}
」。
库仑定律 ていりつ (Coulomb's law)为法 ほう 国 こく 物理 ぶつり 学 がく 家 か 查尔斯·库仑 於1785年 ねん 发现的 てき 物理 ぶつり 学 がく 定律 ていりつ ;库仑证明两带电体间有相互 そうご 作用 さよう 力 りょく ,且其定量 ていりょう 关系可 か 以方 かた 程 ほど 表示 ひょうじ 。库仑定律 ていりつ 是 ぜ 电学 发展史上 しじょう 的 てき 第 だい 一个定量规律,电学的 てき 研究 けんきゅう 从此由 よし 定性 ていせい 进入定量 ていりょう 阶段,是 ぜ 电学史上 しじょう 重要 じゅうよう 里程 りてい 碑 ひ 。
庫 くら 侖定律 ていりつ 表明 ひょうめい ,在 ざい 真空 しんくう 中 ちゅう 两个静止 せいし 点 てん 电荷之 これ 间的相互 そうご 作用 さよう 力 りょく ,与 あずか 两电荷 に 间距离 的 てき 平方 ひらかた 成 しげる 反 はん 比 ひ ,且与两电荷 に 电量 的 てき 乘 じょう 积成正 せい 比 ひ ,作用 さよう 力 りょく 方向 ほうこう 在 ざい 它们的 てき 连线上 じょう ,同 どう 号 ごう 电荷相 しょう 斥,异号电荷相 しょう 吸。库仑定律 ていりつ 的 てき 標 しるべ 量 りょう 形式 けいしき 可 か 以表示 ひょうじ 為 ため
F
=
k
e
q
q
′
r
2
{\displaystyle F=k_{e}{qq' \over r^{2}}}
;
其中,
F
{\displaystyle F}
是 ぜ 作用 さよう 力 りょく ,
k
e
{\displaystyle k_{e}}
是 これ 庫 くら 侖常數 すう ,
q
{\displaystyle q}
與 あずか
q
′
{\displaystyle q'}
為 ため 兩個 りゃんこ 帶 たい 有 ゆう 正負 せいふ 號 ごう 的 てき 電荷 でんか ,
r
{\displaystyle r}
是 ぜ 兩個 りゃんこ 電荷 でんか 彼此 ひし 之 の 間 あいだ 的 てき 距離 きょり 。
在 ざい 真空 しんくう 中 ちゅう ,庫 くら 倫 りん 定律 ていりつ 可 か 以表達 たち 為 ため
F
=
q
q
′
4
π ぱい
ε いぷしろん
0
r
2
{\displaystyle F={qq' \over 4\pi \varepsilon _{0}r^{2}}}
;
其中,
ε いぷしろん
0
{\displaystyle \varepsilon _{0}}
為 ため 真空 しんくう 的 てき 電 でん 容 よう 率 りつ 。
发现过程及地位 い [ 编辑 ]
库仑扭秤 (torsion balance )示 しめせ 意圖 いと 。庫 くら 侖使用 しよう 扭秤來 らい 測量 そくりょう 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 彼此 ひし 互相作用 さよう 的 てき 靜 せい 電力 でんりょく ,因 いん 此發現 はつげん 庫 こ 侖定律 ていりつ 。
早 はや 在 ざい 1760年 ねん ,丹 たん 尼 に 爾 なんじ ·伯 はく 努 つとむ 利 り 就曾懷疑 かいぎ 靜 せい 電 でん 的 てき 吸引 きゅういん 行為 こうい 遵循平方 へいほう 反 はん 比定 ひてい 律 りつ 。[1] :51
1766年 ねん ,英 えい 格 かく 兰化学 かがく 家 か 和物 あえもの 理学 りがく 家 か 约瑟夫 おっと ·普 ふ 利 り 斯特里 さと 收 おさむ 到 いた 好 こう 友 とも 班 はん 杰明·富 とみ 兰克林 りん 來信 らいしん 告知 こくち 他 た 的 てき 一 いち 項 こう 新 しん 發現 はつげん :將 はた 軟木塞 ふさが 球 たま 置 おけ 入 にゅう 帶電 たいでん 金屬 きんぞく 杯 はい 內部後 ご ,軟木塞 ふさが 球 たま 不 ふ 會 かい 出現 しゅつげん 任 にん 何 なん 異樣 いよう 行為 こうい 。富 とみ 蘭 らん 克 かつ 林 りん 希望 きぼう 普 ふ 利 り 斯特里 さと 重複 じゅうふく 做這實驗 じっけん 以檢試 ためし 這事實 じじつ 是 ぜ 否 ひ 正確 せいかく 。因 よし 此,普 ひろし 利 とぎ 斯特里 さと 設計 せっけい 出 で 並 なみ 完成 かんせい 了 りょう 一 いち 個 こ 實驗 じっけん ,該實驗 じっけん 顯示 けんじ ,帶電 たいでん 空 そら 心 こころ 金屬 きんぞく 容器 ようき 的 てき 內部表面 ひょうめん 並 なみ 未 み 帶 おび 有 ゆう 任 にん 何 なん 電荷 でんか ,測量 そくりょう 不出 ふしゅつ 任 にん 何 なん 靜 せい 電力 でんりょく 。他 た 於是在 ざい 隔年 かくねん 發布 はっぷ 推論 すいろん ,电荷之 の 间的相互 そうご 作用 さよう 力 りょく 具有 ぐゆう 类似于万有引力的平方反比形式,這是因 いん 為 ため ,假 かり 若 わか 地球 ちきゅう 的 てき 形狀 けいじょう 是 ぜ 一 いち 個 こ 空 そら 心 しん 球 だま 殼 から ,則 のり 在 ざい 其內部 ぶ 的 てき 物體 ぶったい 不 ふ 會 かい 感 かん 受到一邊的吸引力強過於另一邊地吸引力。[2] :731-733 [3] :99-100
苏格兰物理学 りがく 家 か 约翰·罗比逊 於1769年 ねん 首 くび 次 じ 通 どおり 过实验直接 ちょくせつ 觀測 かんそく 到 いた ,两个带电球体 きゅうたい 彼此 ひし 之 の 间作用 よう 於對方 かた 的 てき 物理 ぶつり 行為 こうい ,他 た 发现,两个带电球体 きゅうたい 之 の 间的作用 さよう 力 りょく 与 あずか 它们之 の 间距离的2.06次 じ 方 かた 成 なり 反 はん 比 ひ 。很可惜的是 ぜ ,罗比逊並未 み 察覺這發現 はつげん 的 てき 重要 じゅうよう 性 せい 。[3] :100-101
1770年代 ねんだい 早期 そうき ,著名 ちょめい 英国 えいこく 物理 ぶつり 学 がく 家 か 亨 とおる 利 り ·卡文迪 すすむ 什通 つう 过巧妙 みょう 的 てき 实验,得 とく 出 で 了 りょう 带电体 たい 之 の 间的作用 さよう 力 りょく 依 よ 赖于带电量 りょう 与 あずか 距离,并得出 で 静 しずか 电力与 あずか 距离的 てき
2
±
1
50
{\displaystyle 2\pm {\frac {1}{50}}}
次 つぎ 方 かた 成 なり 反 はん 比 ひ ,只 ただ 是 ぜ 卡文迪 すすむ 什没有 ゆう 公布 こうふ 这个结果。[4]
后 きさき 来 らい ,麦 むぎ 克 かつ 斯韦利用 りよう 与 あずか 卡文迪 すすむ 什类似 に 的 てき 方法 ほうほう ,得 とく 出 で 静 しずか 电力与 あずか 距离的 てき
2
±
1
21600
{\displaystyle 2\pm {\frac {1}{21600}}}
次 つぎ 方 かた 成 なり 反 はん 比 ひ 的 てき 结果。[4]
库仑定律 ていりつ 是 ぜ 电学的 てき 基本 きほん 定律 ていりつ ,其中平方 へいほう 反 はん 比 ひ 关系是 ぜ 否 ひ 精 せい 确成立 せいりつ 尤 ゆう 其重要 じゅうよう ,而根据 すえ 现代量子 りょうし 场论,静 せい 电力的 てき 平方 へいほう 反 はん 比 ひ 关系是 ぜ 与 あずか 光子 こうし 的 てき 静 せい 质量是 ぜ 否 ひ 精 せい 确为零 れい 相 そう 关的,所以 ゆえん ,对静电力的 てき 平方 へいほう 反 はん 比 ひ 关系的 てき 精 せい 确验证,关系着 ぎ 现代物理 ぶつり 学 がく 基本 きほん 理 り 论的基 もと 础。当 とう 前 ぜん 对库仑定律 ていりつ 平方 へいほう 反 はん 比 ひ 关系的 てき 验证越来 ごえく 越 こし 精 きよし 确,如1971年 ねん 进行的 てき 一 いち 次 じ 实验,给出库仑定律 ていりつ 与平 よへい 方 かた 反 はん 比 ひ 关系的 てき 偏差 へんさ 小 しょう 于
2.7
×
10
−
16
{\displaystyle 2.7\times 10^{-16}}
。[5]
标量形式 けいしき [ 编辑 ]
该图描述了 りょう 库仑定律 ていりつ 的 てき 基本 きほん 原理 げんり :同 どう 号 ごう 电荷 相互 そうご 排斥 はいせき ,异号电荷相互 そうご 吸引 きゅういん 。
庫 くら 侖定律 ていりつ 的 てき 純量 じゅんりょう 形式 けいしき 只 ただ 描述兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 彼此 ひし 相互 そうご 作用 さよう 的 てき 静 せい 電力 でんりょく 的 てき 大小 だいしょう 。一 いち 个電量 りょう 為 ため
q
′
{\displaystyle q'}
的 まと 點 てん 電荷 でんか 作用 さよう 於另一 いち 個 こ 電 でん 量 りょう 為 ため
q
{\displaystyle q}
的 まと 點 てん 電荷 でんか ,其静電力 でんりょく
F
{\displaystyle F}
的 てき 大小 だいしょう ,可 か 以用方程式 ほうていしき 表 ひょう 達 たち 為 ため :
F
=
k
e
q
q
′
r
2
{\displaystyle F=k_{\mathrm {e} }{\frac {qq'}{r^{2}}}}
,
其中,
r
{\displaystyle r}
是 ぜ 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 之 の 間 あいだ 的 てき 距離 きょり ,
k
e
{\displaystyle k_{\mathrm {e} }}
是 これ 庫 くら 侖常數 すう [6] 。
庫 くら 侖常數 すう 與 あずか 真 ま 空電 くうでん 容 よう 率 りつ 的 てき 關係 かんけい 方程式 ほうていしき 為 ため
k
e
=
1
4
π ぱい
ε いぷしろん
0
=
c
0
2
μ みゅー
0
4
π ぱい
=
c
0
2
×
10
−
7
H
m
−
1
=
8.987
551
787
368
176
4
×
10
9
N
m
2
C
−
2
.
{\displaystyle {\begin{aligned}k_{\text{e}}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}={\frac {c_{0}^{2}\mu _{0}}{4\pi }}&=c_{0}^{2}\times 10^{-7}\ \mathrm {H\ m} ^{-1}\\&=8.987\ 551\ 787\ 368\ 176\ 4\times 10^{9}\ \mathrm {N\ m^{2}\ C} ^{-2}.\end{aligned}}}
正 せい 值的
F
{\displaystyle F}
表示 ひょうじ 排斥 はいせき 力 りょく ;而負值則表示 ひょうじ 牽引 けんいん 力 りょく [6] 。
採用 さいよう 國際 こくさい 單位 たんい 制 せい ,真 ま 空電 くうでん 容 よう 率 りつ
ϵ
0
{\displaystyle \epsilon _{0}}
的 てき 值是
8.854
187
817
×
10
−
12
{\displaystyle 8.854\ 187\ 817\times 10^{-12}}
F ·m −1 [7] 。採用 さいよう 厘 りん 米 まい -克 かつ -秒 びょう 制 せい ,單位 たんい 電荷 でんか (esu ),又 また 稱 たたえ 為 ため 靜 しずか 庫 こ 侖 (statcoulomb ),定義 ていぎ 為 ため 使 し 庫 こ 侖常數 すう
k
e
{\displaystyle k_{\mathrm {e} }}
為 ため 1的 てき 數 すう 值。
庫 くら 侖定律 ていりつ 的 てき 純量 じゅんりょう 公式 こうしき 表明 ひょうめい ,力量 りきりょう 的 てき 大小 だいしょう 直 ちょく 接地 せっち 與 あずか 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 的 てき 電 でん 量 りょう 成 なり 正 せい 比 ひ ,又 また 與 あずか 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 之 の 間 あいだ 距離 きょり 的 てき 平方 ひらかた 成 しげる 反 はん 比 ひ 。根據 こんきょ 實驗 じっけん 數 すう 據 よりどころ ,距離 きょり 的 てき 指數 しすう ,與 あずか
−
2
{\displaystyle -2}
的 てき 偏差 へんさ ,低 てい 於十 じゅう 億 おく 分 ふん 之 の 一 いち [8] 。
向 むかい 量 りょう 形式 けいしき [ 编辑 ]
給 きゅう 予 よ 兩個 りゃんこ 電 でん 量 りょう 分別 ふんべつ 為 ため
q
{\displaystyle q}
、
q
′
{\displaystyle q'}
,位置 いち 分別 ふんべつ 為 ため
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
、
r
′
{\displaystyle \mathbf {r} '}
的 まと 點 てん 電荷 でんか 。為 ため 了 りょう 要 よう 得 え 到 いた 點 てん 電荷 でんか
q
′
{\displaystyle q'}
作用 さよう 於點電荷 でんか
q
{\displaystyle q}
的 てき 力量 りきりょう
F
{\displaystyle \mathbf {F} }
的 てき 大小 だいしょう 與 あずか 方向 ほうこう ,必須 ひっす 使用 しよう 庫 こ 侖定律 ていりつ 的 てき 向 むこう 量 りょう 形式 けいしき :
F
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
q
′
(
r
−
r
′
)
|
r
−
r
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {F} ={\cfrac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\cfrac {qq'\ (\mathbf {r} -\mathbf {r} ')}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}}
。
假 かり 若 わか 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 同性 どうせい (電荷 でんか 的 てき 正負 せいふ 號 ごう 相 しょう 同 どう ),則 のり 其電量的 りょうてき 乘 じょう 積 せき
q
q
′
{\displaystyle qq'}
是正 ぜせい 值,兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 互相排斥 はいせき 。反 はん 之 これ ,假 かり 若 わか 兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 異性 いせい (電荷 でんか 的 てき 正負 せいふ 號 ごう 相反 あいはん ),則 のり 其電量的 りょうてき 乘 じょう 積 せき
q
q
′
{\displaystyle qq'}
是 ぜ 負 ふ 值,兩個 りゃんこ 點 てん 電荷 でんか 互相吸引 きゅういん 。
電場 でんじょう [ 编辑 ]
根據 こんきょ 勞 ろう 侖茲力 りょく 定律 ていりつ ,
F
=
q
[
E
+
v
×
B
]
{\displaystyle \mathbf {F} =q[\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} ]}
。
其中,
F
{\displaystyle \mathbf {F} }
是 ぜ 勞 ろう 侖茲力 りょく ,
E
{\displaystyle \mathbf {E} }
是 ぜ 電場 でんじょう ,
v
{\displaystyle \mathbf {v} }
是 ぜ 電荷 でんか 的 てき 運動 うんどう 速度 そくど ,
B
{\displaystyle \mathbf {B} }
是 ぜ 磁場 じば 。
假設 かせつ ,電荷 でんか 靜止 せいし 不動 ふどう :
v
=
0
{\displaystyle \mathbf {v} =0}
,
則 のり
F
=
q
E
{\displaystyle \mathbf {F} =q\mathbf {E} }
。
所以 ゆえん ,一 いち 個 こ 電 でん 量 りょう 為 ため
q
′
{\displaystyle q'}
,位置 いち 為 ため
r
′
{\displaystyle \mathbf {r} '}
的 まと 點 てん 電荷 でんか ,所產 しょさん 生 せい 的 てき 電場 でんじょう
E
{\displaystyle \mathbf {E} }
在 ざい 位置 いち
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
為 ため
E
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
′
(
r
−
r
′
)
|
r
−
r
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {E} ={1 \over 4\pi \epsilon _{0}}{\frac {q'\ (\mathbf {r} -\mathbf {r} ')}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}}
。
假 かり 若 わか 電荷 でんか 是正 ぜせい 值,電場 でんじょう 的 てき 方向 ほうこう 是 ぜ 從 したがえ 點 てん 電荷 でんか 以徑向 こう 朝 ちょう 外 がい 指出 さしで ;假 かり 若 わか 是 ぜ 負 ふ 值,則 のり 電場 でんじょう 的 てき 方向 ほうこう 是 ぜ 反 はん 方向 ほうこう 。電場 でんじょう 的 てき 單位 たんい 是 ぜ V /m 或 ある N /C 。
離散 りさん 電荷 でんか 系統 けいとう [ 编辑 ]
由 ゆかり
N
{\displaystyle N}
個 こ 點 てん 電荷 でんか 所 しょ 組成 そせい 的 てき 一 いち 個 こ 系統 けいとう ,其作用 よう 於一 いち 個 こ 電 でん 量 りょう 為 ため
q
{\displaystyle q}
,位置 いち 為 ため
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
的 てき 檢 けん 驗 けん 電荷 でんか 的 てき 靜 せい 電力 でんりょく ,可 か 以用疊 たたみ 加 か 原理 げんり 來 らい 計算 けいさん :
F
=
q
4
π ぱい
ϵ
0
∑
i
=
1
N
q
i
′
(
r
−
r
i
′
)
|
r
−
r
i
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {F} ={\cfrac {q}{4\pi \epsilon _{0}}}\sum _{i=1}^{N}{\cfrac {q_{i}'\ (\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}')}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} _{i}'|^{3}}}}
;
其中,
q
i
′
{\displaystyle q_{i}'}
和 わ
r
i
′
{\displaystyle \mathbf {r} _{i}'}
分別 ふんべつ 是 ぜ 第 だい
i
{\displaystyle i}
個 こ 點 てん 電荷 でんか 的 てき 電 でん 量 りょう 和 わ 位置 いち 。
連續 れんぞく 電荷 でんか 分 ぶん 佈[ 编辑 ]
對 たい 於一 いち 個 こ 連續 れんぞく 電荷 でんか 分 ぶん 佈,我 わが 們可以將每 ごと 一個無窮小的空間元素視為一個電量為
d
q
{\displaystyle dq}
的 まと 點 てん 電荷 でんか ,做無限 げん 求 もとめ 和 わ 。這程序 じょ 等價 とうか 於連續 れんぞく 電荷 でんか 分 ぶん 佈的區域 くいき 積分 せきぶん 。
線 せん 電荷 でんか 分 ぶん 佈(例 れい 如,一 いち 根 ね 帶電 たいでん 的 てき 直線 ちょくせん )的 てき 電 でん 量 りょう 為 ため
d
q
′
=
λ らむだ
(
r
′
)
d
l
′
{\displaystyle dq'=\lambda (\mathbf {r^{\prime }} )dl^{\prime }}
;
其中,
λ らむだ
(
r
′
)
{\displaystyle \lambda (\mathbf {r^{\prime }} )}
是 ぜ 位 い 於
r
′
{\displaystyle \mathbf {r^{\prime }} }
的 てき 線 せん 電荷 でんか 密度 みつど (每 まい 單位 たんい 長 ちょう 度 ど 所帶 じょたい 的 てき 電 でん 量 りょう ),
d
l
′
{\displaystyle dl^{\prime }}
是 ぜ 一 いち 個 こ 無窮 むきゅう 小 しょう 線 せん 元素 げんそ 。
表面 ひょうめん 電荷 でんか 分 ぶん 佈(例 れい 如,兩 りょう 平行 へいこう 金屬 きんぞく 板 ばん 電 でん 容器 ようき 的 てき 一片 いっぺん 帶電 たいでん 的 てき 金屬 きんぞく 板 ばん )的 てき 電 でん 量 りょう 為 ため
d
q
′
=
σ しぐま
(
r
′
)
d
a
′
{\displaystyle dq'=\sigma (\mathbf {r^{\prime }} )da^{\prime }}
;
其中,
σ しぐま
(
r
′
)
{\displaystyle \sigma (\mathbf {r^{\prime }} )}
是 ぜ 位 い 於
r
′
{\displaystyle \mathbf {r^{\prime }} }
的 まと 面 めん 電荷 でんか 密度 みつど (每 まい 單位 たんい 面積 めんせき 所帶 じょたい 的 てき 電 でん 量 りょう ),
d
a
′
{\displaystyle da^{\prime }}
是 ぜ 一 いち 個 こ 無窮 むきゅう 小 しょう 面積 めんせき 元素 げんそ 。
體積 たいせき 電荷 でんか 分 ぶん 佈(例 れい 如,一 いち 個 こ 帶電 たいでん 的 てき 圓 えん 球 だま )的 てき 電 でん 量 りょう 為 ため
d
q
′
=
ρ ろー
(
r
′
)
d
τ たう
′
{\displaystyle dq'=\rho (\mathbf {r^{\prime }} )d\tau ^{\prime }}
;
其中,
ρ ろー
(
r
′
)
{\displaystyle \rho (\mathbf {r^{\prime }} )}
是 ぜ 位 い 於
r
′
{\displaystyle \mathbf {r^{\prime }} }
的 てき 體 からだ 電荷 でんか 密度 みつど (每 まい 單位 たんい 體積 たいせき 所帶 じょたい 的 てき 電 でん 量 りょう ),
d
τ たう
′
{\displaystyle d\tau ^{\prime }}
是 ぜ 一 いち 個 こ 無窮 むきゅう 小 しょう 體積 たいせき 元素 げんそ 。
作用 さよう 於一 いち 個 こ 電 でん 量 りょう 為 ため
q
{\displaystyle q}
的 てき 檢 けん 驗 けん 電荷 でんか 的 てき 靜 せい 電力 でんりょく
F
{\displaystyle \mathbf {F} }
,可 か 以表達 たち 為 ため
F
(
r
)
=
q
∫
d
q
′
r
−
r
′
|
r
−
r
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {F} (\mathbf {r} )=q\int dq'\ {\frac {\mathbf {r} -\mathbf {r} ^{\prime }}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} ^{\prime }|^{3}}}}
。
其中,
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
是 ぜ 檢 けん 驗 けん 電荷 でんか 的 てき 位置 いち ,
d
q
′
{\displaystyle dq'}
是 ぜ 位 い 於
r
′
{\displaystyle \mathbf {r} ^{\prime }}
的 てき 無窮 むきゅう 小 しょう 電荷 でんか 元素 げんそ 。
靜 しずか 電 でん 近似 きんじ [ 编辑 ]
在 ざい 上述 じょうじゅつ 兩 りょう 種 たね 表 ひょう 述 じゅつ 裏 うら ,只 ただ 有 ゆう 當 とう 點 てん 電荷 でんか 是 ぜ 處 しょ 於固定 こてい 狀態 じょうたい 的 てき 時候 じこう ,庫 くら 侖定律 ていりつ 才 ざい 是 ぜ 完全 かんぜん 正確 せいかく 的 てき ;假 かり 若 わか 點 てん 電荷 でんか 處 しょ 於緩慢 かんまん 的 てき 運動 うんどう 狀態 じょうたい ,則 のり 只 ただ 能 のう 說 せつ 庫 こ 侖定律 ていりつ 是 ぜ 大概 たいがい 正確 せいかく 。這條件 じょうけん 稱 たたえ 為 ため 靜 しずか 電 でん 近似 きんじ 。當 とう 幾 いく 個 こ 點 てん 電荷 でんか 處 しょ 於相對 たい 運動 うんどう 狀態 じょうたい 的 てき 時候 じこう ,根據 こんきょ 愛 あい 因 いん 斯坦的 てき 相對 そうたい 論 ろん ,會 かい 有 ゆう 磁場 じば 產 さん 生 せい ,這連帶地 おびじ 改變 かいへん 了 りょう 作用 さよう 於點電荷 でんか 的 てき 力量 りきりょう 。
物理 ぶつり 量 りょう 表 ひょう 格 かく [ 编辑 ]
位 くらい 於
r
′
{\displaystyle \mathbf {r^{\prime }} }
的 てき 電荷 でんか
q
′
{\displaystyle q'}
作用 さよう 於位於
r
{\displaystyle \mathbf {r} }
的 てき 電荷 でんか
q
{\displaystyle q}
電荷 でんか 性質 せいしつ
關係 かんけい
場 ば 性質 せいしつ
向 むかい 量 りょう
作用 さよう 力 りょく
F
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
q
′
(
r
−
r
′
)
|
r
−
r
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {F} ={1 \over 4\pi \epsilon _{0}}{\cfrac {qq'\ (\mathbf {r} -\mathbf {r} ')}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}}
F
=
q
E
{\displaystyle \mathbf {F} =q\mathbf {E} }
電場 でんじょう
E
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
′
(
r
−
r
′
)
|
r
−
r
′
|
3
{\displaystyle \mathbf {E} ={1 \over 4\pi \epsilon _{0}}{\cfrac {q'\ (\mathbf {r} -\mathbf {r} ')}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}}
關係 かんけい
F
=
−
∇
U
{\displaystyle \mathbf {F} =-\mathbf {\nabla } U}
E
=
−
∇
V
{\displaystyle \mathbf {E} =-\nabla V}
純量 じゅんりょう
電 でん 勢 いきおい 能 のう
U
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
q
′
|
r
−
r
′
|
{\displaystyle U={1 \over 4\pi \epsilon _{0}}{qq' \over |\mathbf {r} -\mathbf {r} '|}}
U
=
q
V
{\displaystyle U=qV}
電 でん 勢 ぜい
V
=
1
4
π ぱい
ϵ
0
q
′
|
r
−
r
′
|
{\displaystyle V={1 \over 4\pi \epsilon _{0}}{q' \over |\mathbf {r} -\mathbf {r} '|}}
參 まいり 閱[ 编辑 ]
參考 さんこう 文獻 ぶんけん [ 编辑 ]
^ Whittaker, E. T., A history of the theories of aether and electricity. Vol 1 , Nelson, London, 1951
^ Priestley, Joseph, The History and Present State of Electricity, with Original Experiments , London, England, 1775, May we not infer from this experiment, that the attraction of electricity is subject to the same laws with that of gravitation, and is therefore according to the squares of the distances; since it is easily demonstrated, that were the earth in the form of a shell, a body in the inside of it would not be attracted to one side more than another?
^ 3.0 3.1
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