库仑定律-for-print.ppt

讲课思路:
一、库仑之前的研究
二、电学研究的里程碑:库仑定律
三、例题
四、知识拓展——自然界中的基本相互作用
1、库仑之前的研究
自然界中的平方反比率
自然现象中许多过程都服从平方反比关系,例如:光的照度、水向四面八方喷洒、均匀固体中热的传导等无不以平方反比变化,这从几何关系就可以得到证明。对于光通量、水量、热量等等, 都是强度与半径的平方成正比。
在《自然科学的数学原理》第三篇〈宇宙体系〉中, 牛顿精辟地表达了万有引力定律:“一切物体所具有的引力正比于它们各自所包含的物质的量,与距离的平方成反比。”
通过思考天体的运行规律,牛顿发现万有引力符合平方反比率。
1769年Robison首先用直接测量方法确定电力定律,得到两个同号电荷的斥力
两个异号电荷的引力比平方反比的方次要小些。(研究结果直到1801年发表才为世人所知)
卡文迪许实验
1772年卡文迪许遵循普里斯特利的思想设计了实验“验证电力平方反比律”,如果实验测定带电的空腔导体的内表面确实没有电荷,就可以确定电力定律是遵从平方反比律的即
他测出不大于 (未发表,100年以后麦克斯韦整理他的大量手稿,才将此结果公诸于世)。
1785年法国工兵部队的技术军官库仑( Charles Augustin Coulomb 1736-1806)用实验证明了电力服从平方反比定律,他的工作不仅是精密测量和数学解析相结合的典范,而且为电磁学奠定了定量基础,迅速地推进了这个领域的数学化。
库仑
库仑扭秤:精密测量的基础
1777年库仑发明了一种扭秤,用一根拉紧的细纤维所产生的扭转角度来精确而方便的度量力的大小。(反映了技术进步的重要性)
在实验中库仑将两个带电小球安放在不同的距离上,根据它们使扭力天平产生扭转的多少来度量引力或斥力。
1785年库仑测出结果
扭称实验,数据只有几个,且不准确(由于漏电),精度与十三年前Cavendish的实验精度相当
库仑想到电力一定是平方反比率,大胆的把很少的结果提升为普遍的规律
——库仑定律
库仑定律
在真空中,两个静止的点电荷q1和q2之间的相互作用力大小和q1 与q2的乘积成正比,和它们之间的距离r平方成反比;作用力的方向沿着他们的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。