Лекция 2

Закон Кулона

План:

1. Историческая справка

Закон Кулона был открыт в 1771 году Кавендишем. Сам Кулон открыл этот закон в 1785.

2.Формулировка

Закон Кулона: Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила притяжения для разноименных зарядов и отталкивания – для одноименных зарядов.

	в векторной форме	в скалярной форме:

3.Проверка методом Кулона с помощью крутильных весов

     

4.Экспериментальная проверка Кавендиша по методу Пристли

  
  

5.Проверка на больших и малых расстояниях

Данная проверка осуществляется косвенными методами. Известно, что если частица – переносчик взаимодействия, имеем нулевую массу покоя, то сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния; если масса покоя не нуль, то сила ~ потенциалу Юкавы

т.е. задача сводится к определению массы покоя частиц – переносчиков. Для электромагнитного поля – это фотон. Его масса покоя не более 10^-48кг.

Опыты Резерфорда по рассеиванию α–частиц показали, что закон Кулона выполняется на атомных расстояниях. На ядерных расстояниях закон Кулона не работает.

6.Коэффициент пропорциональности

Зависит от системы единиц.

– электрическая постоянная

7.Закон Кулона в средах

диэлектрическая проницаемость среды – закон Кулона в среде.

вакуум 1 воздух 1,000594 керосин 2 титанат бария 1200

8.Принцип суперпозиции

Существенным содержанием закона Кулона является положение об аддитивности взаимодействия зарядов. Для подтверждения этого необходимо рассмотреть более двух зарядов. Эксперименты показывают, что если некий заряд взаимодействует с двумя другими, то сила, действующая на него, равна сумме сил, действующих со стороны каждого заряда в отдельности. В этом и заключается принцип суперпозиции или принцип действия двух сил.

Данное положение не доказывается и принимается за постулат и выполняется в очень широких пределах. Оно не выполняется на ядерных расстояниях, в очень сильных полях.