庫(kù)侖定律解析

庫(kù)侖(C.A.Coulomb17361806）

法國(guó)物理學(xué)家，1785年通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定兩個(gè)帶電球體之間的相互作用的電力，庫(kù)侖在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的規(guī)律，庫(kù)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(kù)侖以他的姓氏命名.SI制一點(diǎn)電荷模型二庫(kù)侖定律（為真空電容率）

令庫(kù)侖定律：真空中，兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷間相互作用力，其大小與這兩個(gè)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(gè)點(diǎn)電荷的連線，同號(hào)相斥，異號(hào)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(diǎn)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(kù)侖力作用的情形。庫(kù)侖力遵守牛頓第三定律，適用于點(diǎn)電荷，其本身的線度與兩個(gè)帶電體之間的距離相比可忽略。

庫(kù)侖力具有矢量性、獨(dú)立性、疊加性q0q1q2r02F2r01F1F靜電力疊加原理：當(dāng)空間有兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷時(shí)，作用在某一點(diǎn)電荷上的總靜電力等于其他各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷所施靜電力的矢量和。庫(kù)侖定律只適用于點(diǎn)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(kù)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(kù)侖力的作用是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)實(shí)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(gè)中性原子分解成幾個(gè)電子和正離子的過(guò)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(yùn)動(dòng)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(dòng)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(lái)自其內(nèi)部發(fā)生熱核反應(yīng)；在反應(yīng)過(guò)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(duì)外層物質(zhì)的萬(wàn)有引力，卻產(chǎn)生巨大的向內(nèi)壓力，又促使體積減?。划?dāng)兩種力平衡時(shí)，恒星體積不變，目前太陽(yáng)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(shí)，向外的輻射壓力將越來(lái)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(wàn)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(lái)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(chǎng)的出發(fā)點(diǎn)。對(duì)于電子場(chǎng)，中空就是正能級(jí)中沒(méi)有電子而所有負(fù)能級(jí)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(shí)物和場(chǎng)；性質(zhì)：具有質(zhì)量和能量；對(duì)其它物質(zhì)有力的作用，具有對(duì)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(dòng)形式運(yùn)動(dòng)。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(wàn)有引力,并比較它們的大小.（微觀領(lǐng)域中,萬(wàn)有引力比庫(kù)侖力小得多,可忽略不計(jì).）

可見(jiàn)在原子中,電子和質(zhì)子之間的靜電力遠(yuǎn)比萬(wàn)有引力大,故在處理電子和質(zhì)子之間的相互作用時(shí),只需考慮靜電力,萬(wàn)有引力可以略去不計(jì).而在原子結(jié)合成分子,原子或分子組成液體或固體時(shí),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(gè)質(zhì)子相距4.0×10-15m,求此兩個(gè)質(zhì)子之間的靜電力.

可見(jiàn),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_____