庫侖定律解析

庫侖(C.A.Coulomb17361806）

法國物理學(xué)家，1785年通過扭秤實驗直接測定兩個帶電球體之間的相互作用的電力，庫侖在實驗的基礎(chǔ)上提出了兩個點電荷之間相互作用的規(guī)律，庫侖定律,使電磁學(xué)的研究從定性進(jìn)入定量階段.電荷的單位庫侖以他的姓氏命名.SI制一點電荷模型二庫侖定律（為真空電容率）

令庫侖定律：真空中，兩個靜止點電荷間相互作用力，其大小與這兩個電荷所帶的電荷量q1和q2的乘積成正比，而與它們之間的距離r12（或r21）的平方成反比，作用力的方向沿兩個點電荷的連線，同號相斥，異號相吸。單位制有理化表示單位矢量由施力者指向受力者方向。

點電荷處于靜止或低速，牛二及其所導(dǎo)出結(jié)論，適用于有庫侖力作用的情形。庫侖力遵守牛頓第三定律，適用于點電荷，其本身的線度與兩個帶電體之間的距離相比可忽略。

庫侖力具有矢量性、獨立性、疊加性q0q1q2r02F2r01F1F靜電力疊加原理：當(dāng)空間有兩個以上的點電荷時，作用在某一點電荷上的總靜電力等于其他各點電荷單獨存在時對該點電荷所施靜電力的矢量和。庫侖定律只適用于點電荷，欲求帶電體之間的相互作用力，可將帶電體看做是由許多電荷元組成的，電荷元之間的靜電力由庫侖定律求得，最后由靜電力的疊加原理求出兩帶電體之間的總靜電力。庫侖力的作用是通過電場來實現(xiàn)的。物質(zhì):固液氣、等離子態(tài)、中子態(tài)、反物質(zhì)、真空態(tài)。等離子態(tài)：一個中性原子分解成幾個電子和正離子的過程為電離。在幾千度的高溫下，氣體中幾乎所有的原子都電離成正離子和電子，這種由高速運動著的正離子和電子組成的物質(zhì)稱為等離子體或等離子態(tài)。電弧、日光燈里的發(fā)光氣體、宇宙中的絕大部分物質(zhì)都是等離子態(tài)；等離子態(tài)中電磁力起主要作用，有很好的導(dǎo)電性、溫度和流動性；工業(yè)上用于焊接、切割、噴涂、煉鋼，醫(yī)學(xué)上用于作手術(shù)刀。中子態(tài)：由中子組成的聚集態(tài)。宇宙中很多恒星溫度很高，自行發(fā)光，發(fā)光的能量來自其內(nèi)部發(fā)生熱核反應(yīng)；在反應(yīng)過程中，高溫的等離子態(tài)的氣體壓力和所發(fā)出的光輻射壓力指向外部，使恒星膨脹；但恒星內(nèi)部物質(zhì)的對外層物質(zhì)的萬有引力，卻產(chǎn)生巨大的向內(nèi)壓力，又促使體積減小；當(dāng)兩種力平衡時，恒星體積不變，目前太陽處于這種平衡態(tài)。當(dāng)恒星熱核反應(yīng)隨著核燃料逐漸燒完而減弱時，向外的輻射壓力將越來越小，恒星內(nèi)的粒子在向內(nèi)的引力作用下越擠越緊，致使電子完全被擠進(jìn)原子核中，與質(zhì)子結(jié)合成中子。中子星密度極高，黃豆粒大小的中子態(tài)物質(zhì)有幾千萬噸，中子態(tài)為超固態(tài)。中子星繼續(xù)塌陷，異常致密，引力大到使任何物質(zhì)掉進(jìn)去都不能再出來的程度，甚至連它自己發(fā)的光也不能向外傳出，成為黑洞。反物質(zhì)：設(shè)想由反原子核（反質(zhì)子和中子）和正電子組成。已發(fā)現(xiàn)反粒子，如反質(zhì)子、負(fù)超子(王淦昌）、正電子；利用高能加速器在核反應(yīng)中制造出反氘核和反氚核。中空態(tài):物質(zhì)能量的基態(tài)或最低態(tài)，是各種場的出發(fā)點。對于電子場，中空就是正能級中沒有電子而所有負(fù)能級都被電子所充滿的未被激發(fā)的基態(tài)。物質(zhì)按形態(tài)又可分為：實物和場；性質(zhì)：具有質(zhì)量和能量；對其它物質(zhì)有力的作用，具有對其它物質(zhì)做功的本領(lǐng)。不同：不集中很小的區(qū)域，彌漫于較大的空間，并以波動形式運動。解例1在氫原子內(nèi),電子和質(zhì)子的間距為

.求它們之間電相互作用和萬有引力,并比較它們的大小.（微觀領(lǐng)域中,萬有引力比庫侖力小得多,可忽略不計.）

可見在原子中,電子和質(zhì)子之間的靜電力遠(yuǎn)比萬有引力大,故在處理電子和質(zhì)子之間的相互作用時,只需考慮靜電力,萬有引力可以略去不計.而在原子結(jié)合成分子,原子或分子組成液體或固體時,它們的結(jié)合力在本質(zhì)上也都屬于電性力.例2

設(shè)原子核中的兩個質(zhì)子相距4.0×10-15m,求此兩個質(zhì)子之間的靜電力.

可見,在原子核內(nèi)質(zhì)子間的斥力是很大的。質(zhì)子之所以能結(jié)合在一起組成原子核,是由于核內(nèi)除了有這種斥力外還存在著遠(yuǎn)比斥力為強(qiáng)的引力_____