Formulė vadinama kulono jėga. Kulono jėga yra patraukli jėga, jei krūvių ženklai yra skirtingi, ir atstumianti jėga, jei krūvių ženklai yra vienodi

Kulono dėsnis yra dėsnis, apibūdinantis sąveikos jėgas tarp taškinių elektros krūvių.

Dviejų taškinių krūvių sąveikos jėgos modulis vakuume yra tiesiogiai proporcingas šių krūvių modulių sandaugai ir atvirkščiai proporcingas atstumo tarp jų kvadratui.

Kitu atveju: dviejų taškų įkrovimas vakuumas veikia viena kitą jėgomis, kurios yra proporcingos šių krūvių modulių sandaugai, atvirkščiai proporcingos atstumo tarp jų kvadratui ir nukreiptos išilgai šiuos krūvius jungiančios tiesės. Šios jėgos vadinamos elektrostatinėmis (Coulomb).

Svarbu pažymėti, kad tam, kad įstatymas būtų teisingas, būtina:

taškiniai krūviai – tai yra, atstumas tarp įkrautų kūnų yra daug didesnis nei jų dydžiai, tačiau galima įrodyti, kad dviejų tūriškai paskirstytų krūvių su sferiškai simetriškais nesikertančiais erdviniais pasiskirstymais sąveikos jėga yra lygi kūno jėgai. dviejų lygiaverčių taškinių krūvių, esančių sferinės simetrijos centruose, sąveika;

jų nejudrumas. Priešingu atveju galioja papildomi efektai: magnetinis laukas judantis mokestis ir atitinkamas papildomas Lorenco jėga, veikiantis kitą judantį krūvį;

sąveika viduje vakuumas.

Tačiau su tam tikrais pakeitimais įstatymas galioja ir krūvių sąveikai terpėje bei judantiems krūviams.

Vektorine forma C. Kulono formuluotėje dėsnis parašytas taip:

kur yra jėga, kuria 1 krūvis veikia 2 krūvį; - krūvių dydis; - spindulio vektorius (vektorius, nukreiptas nuo 1 krūvio į krūvį 2, absoliučia reikšme lygus atstumui tarp krūvių - ); - proporcingumo koeficientas. Taigi įstatyme nurodoma, kad panašūs krūviai atstumia (o priešingai – traukia).

IN SSSE vienetas mokestis parenkamas taip, kad koeficientas k lygus vienam.

IN Tarptautinė vienetų sistema (SI) vienas iš pagrindinių vienetų yra vienetas elektros srovės stiprumas amperas, o įkrovos vienetas yra pakabukas- jo vedinys. Ampero vertė apibrėžiama taip, kad k= c 2 10 −7 Gn/m = 8,9875517873681764 10 9 N m 2 / Cl 2 (arba Ф −1 m). SI koeficientas k parašyta taip:

kur ≈ 8,854187817·10 −12 F/m - elektros konstanta.

Kulono dėsnis yra dėsnis, apibūdinantis sąveikos jėgas tarp taškinių elektros krūvių.

Jį atrado Charlesas Kulonas 1785 m. Atlikęs daugybę eksperimentų su metaliniais rutuliais, Charlesas Coulombas pateikė tokią dėsnio formuluotę:

Dviejų taškinių krūvių sąveikos jėgos modulis vakuume yra tiesiogiai proporcingas šių krūvių modulių sandaugai ir atvirkščiai proporcingas atstumo tarp jų kvadratui

Kitu atveju: Du taškiniai krūviai vakuume veikia vienas kitą jėgomis, kurios yra proporcingos šių krūvių modulių sandaugai, atvirkščiai proporcingos atstumo tarp jų kvadratui ir nukreiptos išilgai šiuos krūvius jungiančios tiesės. Šios jėgos vadinamos elektrostatinėmis (Coulomb).

Svarbu pažymėti, kad tam, kad įstatymas būtų teisingas, būtina:

1. taškiniai krūviai – tai yra, atstumas tarp įkrautų kūnų yra daug didesnis nei jų dydžiai, tačiau galima įrodyti, kad dviejų tūriškai paskirstytų krūvių su sferiškai simetriškais nesikertančiais erdviniais pasiskirstymais sąveikos jėga yra lygi kūno jėgai. dviejų lygiaverčių taškinių krūvių, esančių sferinės simetrijos centruose, sąveika;
2. jų nejudrumas. Priešingu atveju įsigali papildomi efektai: judančio krūvio magnetinis laukas ir atitinkama papildoma Lorenco jėga, veikianti kitą judantį krūvį;
3. sąveika vakuume.

Tačiau su tam tikrais pakeitimais įstatymas galioja ir krūvių sąveikai terpėje bei judantiems krūviams.

Vektorine forma C. Kulono formuluotėje dėsnis parašytas taip:

kur yra jėga, kuria 1 krūvis veikia 2 krūvį; - krūvių dydis; — spindulio vektorius (vektorius, nukreiptas nuo 1 krūvio į krūvį 2, absoliučia reikšme lygus atstumui tarp krūvių — ); — proporcingumo koeficientas. Taigi įstatyme nurodoma, kad panašūs krūviai atstumia (o priešingai – traukia).

Koeficientas k

SGSE įkrovos matavimo vienetas parenkamas taip, kad koeficientas k lygus vienam.

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) vienas pagrindinių vienetų yra elektros srovės vienetas amperas, o krūvio vienetas kulonas yra jo darinys. Ampero vertė apibrėžiama taip, kad k= c2·10-7 H/m = 8,9875517873681764·109 N·m2/Cl2 (arba Ф−1·m). SI koeficientas k parašyta taip:

kur ≈ 8.854187817·10−12 F/m yra elektrinė konstanta.

Vienalytėje izotropinėje medžiagoje prie formulės vardiklio pridedama santykinė terpės dielektrinė konstanta ε.

Kulono dėsnis kvantinėje mechanikoje

Kvantinėje mechanikoje Kulono dėsnis formuluojamas ne naudojant jėgos sąvoką, kaip klasikinėje mechanikoje, o naudojant Kulono sąveikos potencialios energijos sąvoką. Tuo atveju, kai kvantinėje mechanikoje nagrinėjamoje sistemoje yra elektriškai įkrautų dalelių, prie sistemos Hamiltono operatoriaus pridedami terminai, išreiškiantys potencialią Kulono sąveikos energiją, kaip ji skaičiuojama klasikinėje mechanikoje.

Taigi atomo su branduoliniu krūviu Hamiltono operatorius Z turi formą:

j)\frac(e^2)(r_(ij))" src="http://upload.wikimedia.org/math/d/0/8/d081b99fac096b0e0c5b4290a9573794.png">.

Čia m- elektronų masė, e yra jo krūvis, yra spindulio vektoriaus absoliuti reikšmė j elektronas, . Pirmasis dėmuo išreiškia elektronų kinetinę energiją, antrasis – potencinę elektronų sąveikos su branduoliu energiją, o trečiasis – potencialią Kulono elektronų tarpusavio atstūmimo energiją. Sumavimas pirmoje ir antroje sąlygose atliekamas per visus N elektronus. Trečiuoju terminu sumuojama visos elektronų poros, kiekviena pora įvyksta vieną kartą.

Kulono dėsnis kvantinės elektrodinamikos požiūriu

Remiantis kvantine elektrodinamika, įkrautų dalelių elektromagnetinė sąveika vyksta keičiantis virtualiems fotonams tarp dalelių. Laiko ir energijos neapibrėžtumo principas leidžia egzistuoti virtualiems fotonams tarp jų emisijos ir sugerties momentų. Kuo mažesnis atstumas tarp įkrautų dalelių, tuo mažiau laiko reikia virtualiems fotonams įveikti šį atstumą, taigi, tuo didesnė virtualių fotonų energija, kurią leidžia neapibrėžtumo principas. Mažais atstumais tarp krūvių neapibrėžtumo principas leidžia keistis tiek ilgosios, tiek trumposios bangos fotonais, o dideliais atstumais mainuose dalyvauja tik ilgosios bangos fotonai. Taigi, naudojant kvantinę elektrodinamiką, galima išvesti Kulono dėsnį.

Istorija

Pirmą kartą G.V.Richmanas pasiūlė eksperimentiškai ištirti elektra įkrautų kūnų sąveikos dėsnį 1752–1753 m. Šiam tikslui jis ketino naudoti savo sukurtą „rodyklės“ elektrometrą. Įgyvendinti šį planą sutrukdė tragiška Richmano mirtis.

1759 metais Sankt Peterburgo mokslų akademijos fizikos profesorius F. Epinusas, po jo mirties perėmęs Richmanno kėdę, pirmą kartą pasiūlė, kad krūviai turėtų sąveikauti atvirkščiai proporcingai atstumo kvadratui. 1760 metais pasirodė trumpas pranešimas, kad D. Bernoulli Bazelyje nustatė kvadratinį dėsnį naudodamas savo sukurtą elektrometrą. 1767 m. Priestley savo knygoje Elektros istorija pažymėjo, kad Franklino atradimas, jog įkrautame metaliniame rutulyje nėra elektrinio lauko, gali reikšti, kad "Elektrinė trauka atitinka tą patį dėsnį kaip ir gravitacija, tai yra atstumo kvadratas". Škotų fizikas Johnas Robisonas (1822) teigė, kad 1769 m. atrado, kad vienodo elektros krūvio rutuliai atstumia jėga, atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui, ir taip numatė Kulono dėsnio atradimą (1785).

Maždaug 11 metų prieš Kuloną, 1771 m., krūvių sąveikos dėsnį eksperimentiškai atrado G. Cavendish, tačiau rezultatas nebuvo paskelbtas ir liko nežinomas ilgą laiką (daugiau nei 100 metų). Cavendisho rankraščius D. C. Maxwellui padovanojo tik 1874 m. vienas iš Kavendišo palikuonių per Cavendish laboratorijos inauguraciją ir paskelbė 1879 m.

Pats Kulonas tyrinėjo siūlų sukimąsi ir išrado sukimo balansą. Jis atrado savo dėsnį naudodamas juos įkrautų rutulių sąveikos jėgoms matuoti.

Kulono dėsnis, superpozicijos principas ir Maksvelo lygtys

Kulono dėsnis ir elektrinių laukų superpozicijos principas yra visiškai lygiaverčiai Maksvelo elektrostatikos lygtims Ir . Tai yra, Kulono dėsnis ir elektrinių laukų superpozicijos principas yra tenkinami tada ir tik tada, kai tenkinamos Maksvelo elektrostatikos lygtys ir, atvirkščiai, Maksvelo elektrostatikos lygtys tenkinamos tada ir tik tada, kai tenkinami Kulono dėsnis ir elektrinių laukų superpozicijos principas.

Kulono dėsnio tikslumo laipsnis

Kulono dėsnis yra eksperimentiškai nustatytas faktas. Jo pagrįstumą ne kartą patvirtino vis tikslesni eksperimentai. Viena tokių eksperimentų kryptis yra patikrinti, ar eksponentas skiriasi r dėsnyje nuo 2. Norėdami rasti šį skirtumą, naudojame faktą, kad jei galia lygi du, tai laidininko ertmės viduje nėra lauko, kad ir kokia būtų ertmės ar laidininko forma.

1971 m. JAV atlikti E. R. Williamso, D. E. Vollerio ir G. A. Hillo eksperimentai parodė, kad Kulono dėsnio eksponentas yra lygus 2 ribose.

Siekdami patikrinti Kulono dėsnio tikslumą vidiniais atominiais atstumais, W. Yu. Lambas ir R. Rutherfordas 1947 m. naudojo vandenilio energijos lygių santykinių padėčių matavimus. Nustatyta, kad net esant atominiams 10–8 cm atstumams Kulono dėsnio rodiklis nuo 2 skiriasi ne daugiau kaip 10–9.

Kulono dėsnio koeficientas išlieka pastovus 15·10−6 tikslumu.

Kulono dėsnio pataisos kvantinėje elektrodinamikoje

Esant nedideliems atstumams (pagal Komptono elektronų bangos ilgį, ≈3,86·10−13 m, kur yra elektrono masė, Planko konstanta ir šviesos greitis), netiesiniai kvantinės elektrodinamikos efektai tampa reikšmingi: mainai. virtualių fotonų yra uždėtas ant virtualių elektronų-pozitronų (taip pat miuono-antimuono ir taon-antitaono) porų, todėl atrankos įtaka sumažėja (žr. renormalizaciją). Abu efektai lemia, kad krūvių sąveikos potencialios energijos išraiškoje atsiranda eksponentiškai mažėjančių eilės terminų ir dėl to sąveikos jėga padidėja, palyginti su ta, kuri apskaičiuojama pagal Kulono dėsnį. Pavyzdžiui, taškinio krūvio potencialo išraiška SGS sistemoje, atsižvelgiant į pirmos eilės spinduliuotės korekcijas, yra tokia:

kur yra elektrono Komptono bangos ilgis, smulkiosios struktūros konstanta ir . Maždaug ~ 10–18 m atstumu, kur yra W bozono masė, atsiranda elektrosilpnas poveikis.

Stipriuose išoriniuose elektromagnetiniuose laukuose, sudarančius pastebimą vakuuminio skilimo lauko dalį (maždaug ~1018 V/m arba ~109 Tesla, tokie laukai stebimi, pavyzdžiui, prie kai kurių tipų neutroninių žvaigždžių, būtent magnetarų), Kulono įstatymas taip pat pažeidžiamas dėl Delbrücko mainų fotonų sklaidos ant išorinio lauko fotonų ir kitų sudėtingesnių netiesinių efektų. Šis reiškinys sumažina Kulono jėgą ne tik mikro, bet ir makro mastu; ypač stipriame magnetiniame lauke Kulono potencialas krinta ne atvirkščiai proporcingai atstumui, o eksponentiškai.

Kulono dėsnis ir vakuuminė poliarizacija

Vakuuminės poliarizacijos reiškinys kvantinėje elektrodinamikoje susideda iš virtualių elektronų-pozitronų porų susidarymo. Elektronų ir pozitronų porų debesis ekranuoja elektrono elektrinį krūvį. Ekranavimas didėja didėjant atstumui nuo elektrono; dėl to efektyvusis elektrono elektros krūvis yra mažėjanti atstumo funkcija. Elektrono, turinčio elektros krūvį, sukuriamą efektyvųjį potencialą galima apibūdinti formos priklausomybe. Efektyvus krūvis priklauso nuo atstumo pagal logaritminį dėsnį:

- vadinamasis smulkios struktūros konstanta ≈7,3·10−3;

- vadinamasis klasikinio elektrono spindulys ≈2.8·10−13 cm.

Juhling efektas

Taškinių krūvių elektrostatinio potencialo nukrypimo nuo Kulono dėsnio vertės reiškinys vakuume yra žinomas kaip Juhlingo efektas, kuris pirmasis apskaičiavo vandenilio atomo nukrypimus nuo Kulono dėsnio. Uehlingo efektas suteikia Lamb poslinkio korekciją 27 MHz.

Kulono dėsnis ir supersunkieji branduoliai

Stipriame elektromagnetiniame lauke šalia supersunkių branduolių, kurių krūvis yra 170" src="http://upload.wikimedia.org/math/0/d/7/0d7b5476a5437d2a99326cf04b131458.png"> vyksta vakuumo restruktūrizavimas, panašus į vakuumą sutartinis fazinis perėjimas.Tai veda prie Kulono dėsnio pataisų.

Kulono dėsnio reikšmė mokslo istorijoje

Kulono dėsnis yra pirmasis atviras kiekybinis elektromagnetinių reiškinių dėsnis, suformuluotas matematine kalba. Šiuolaikinis elektromagnetizmo mokslas prasidėjo atradus Kulono dėsnį.

56 psl

KULLOMBO DĖSNIS (10 klasės tyrimas, p. 354–362)

Pagrindinis elektrostatikos dėsnis. Taškinio krūvio kūno samprata.

Sąveikos tarp krūvių jėgos matavimas naudojant sukimo balansą. Kulono eksperimentai

Taškinio krūvio apibrėžimas

Kulono dėsnis. Formulė ir formulė

Kulono jėga

Krūvio vieneto apibrėžimas

Kulono dėsnio koeficientas

Elektrostatinių ir gravitacinių jėgų atome palyginimas

Statinių krūvių pusiausvyra ir jos fizinė reikšmė (naudojant trijų krūvių pavyzdį)

Pagrindinis elektrostatikos dėsnis yra dviejų nejudančių taškinio krūvio kūnų sąveikos dėsnis.

Įrengė Charles Augustin Coulon 1785 m. ir yra jo vardas.

Gamtoje taškiniai įkrauti kūnai neegzistuoja, tačiau jei atstumas tarp kūnų yra daug kartų didesnis už jų dydį, tai nei įkrautų kūnų forma, nei dydis neturi didelės įtakos jų tarpusavio sąveikai. Tokiu atveju šie kūnai gali būti laikomi taškiniais kūnais.

Įkrautų kūnų sąveikos stiprumas priklauso nuo tarp jų esančios terpės savybių. Patirtis rodo, kad oras labai mažai veikia šios sąveikos stiprumą ir pasirodo beveik toks pat kaip vakuume.

Kulono eksperimentas

Pirmuosius krūvių sąveikos jėgos matavimo rezultatus 1785 m. gavo prancūzų mokslininkas Charlesas Augustinas Kulonas.

Jėgai matuoti buvo naudojamas sukimo balansas.

Mažas, plonas, neįkrautas auksinis rutulys viename izoliacinės sijos gale, pakabintas ant elastingo sidabro gijos, kitame svirties gale buvo subalansuotas popieriniu disku.

Sukant rokerį jis buvo kontaktuojamas su ta pačia stacionaria įkrauta sfera, dėl ko jos krūvis pasiskirstė po lygiai tarp sferų.

Sferų skersmuo buvo pasirinktas daug mažesnis už atstumą tarp jų, kad būtų išvengta įkrautų kūnų dydžio ir formos įtakos matavimo rezultatams.

Taškinis krūvis yra įkrautas kūnas, kurio dydis yra daug mažesnis už galimo jo poveikio kitiems kūnams atstumą.

Sferos, turinčios vienodus krūvius, pradėjo atstumti viena kitą, sukdamos siūlą. Sukimosi kampas buvo proporcingas judančią sferą veikiančiai jėgai.

Atstumas tarp sferų buvo matuojamas naudojant specialią kalibravimo skalę.

Iškrovęs 1 sferą, išmatavus jėgą ir vėl sujungęs su nejudančia sfera, Kulonas sumažino sąveikaujančių sferų krūvį 2,4,8 ir kt. kartą,

Kulono dėsnis:

Dviejų nejudančių taškinių krūvių, esančių vakuume, sąveikos jėga yra tiesiogiai proporcinga krūvio modulių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui ir nukreipta išilgai krūvius jungiančios tiesės.

k – proporcingumo koeficientas, priklausomai nuo vienetų sistemos pasirinkimo.

Aš vadinu F12 jėgą Kulono jėga

Kulono jėga yra centrinė, t.y. nukreipta palei liniją, jungiančią įkrovimo centrus.

SI atveju įkrovos vienetas yra ne pagrindinis, o išvestinis ir nustatomas naudojant amperą, pagrindinį SI vienetą.

Kulonas yra elektros krūvis, einantis per laidininko skerspjūvį, esant 1 A srovei per 1 s.

SI, proporcingumo koeficientas Kulono dėsnyje vakuumui yra:

k = 9*109 Nm2/Cl2

Koeficientas dažnai rašomas taip:

e0 = 8,85*10-12 C2/(Nm2) – elektrinė konstanta

Kulono dėsnis parašytas tokia forma:

Jei taškinis krūvis dedamas į terpę, kurios santykinis laidumas e nėra vakuumas, Kulono jėga sumažės e koeficientu.

Bet kuriai terpei, išskyrus vakuumą, e > 1

Pagal Kulono dėsnį du taškiniai 1 C krūviai, esantys 1 m atstumu vakuume, sąveikauja su jėga.

Iš šio įvertinimo aišku, kad 1 kulono krūvis yra labai didelė vertė.

Praktiškai jie naudoja kelis vienetus - µC (10-6), mC (10-3)

1 C yra 6*1018 elektronų krūvių.

Naudojant elektrono ir protono sąveikos jėgų branduolyje pavyzdį, galima parodyti, kad elektrostatinė sąveikos jėga tarp dalelių yra maždaug 39 eilėmis didesnė už gravitacinę jėgą. Tačiau makroskopinių kūnų (dažniausiai elektriškai neutralių) sąveikos elektrostatinės jėgos yra nulemtos tik labai mažų ant jų esančių krūvių pertekliaus, todėl nėra didelės, palyginti su gravitacinėmis jėgomis, kurios priklauso nuo kūnų masės.

Ar įmanoma statinių krūvių pusiausvyra?

Panagrinėkime dviejų teigiamų taškinių krūvių q1 ir q2 sistemą.

Surasime, kuriame taške turėtų būti dedamas trečiasis krūvis, kad jis būtų pusiausvyroje, taip pat nustatysime šio krūvio dydį ir ženklą.

Statinė pusiausvyra susidaro, kai kūną veikiančių jėgų geometrinė (vektorinė) suma lygi nuliui.

Taškas, kuriame trečiąjį krūvį q3 veikiančios jėgos gali viena kitą panaikinti, yra tiesėje tarp krūvių.

Šiuo atveju krūvis q3 gali būti teigiamas arba neigiamas. Pirmuoju atveju kompensuojamos atstumiančios, antruoju – traukos jėgos.

Atsižvelgiant į Kulono dėsnį, statinis mokesčių likutis bus šiais atvejais:

Krūvio q3 pusiausvyra nepriklauso nei nuo jo dydžio, nei nuo krūvio ženklo.

Pasikeitus krūviui q3, vienodai kinta ir traukos jėgos (q3 teigiamos), ir atstūmimo jėgos (q3 neigiamos).

Išspręsdami x kvadratinę lygtį, galime parodyti, kad bet kokio ženklo ir dydžio krūvis bus pusiausvyroje taške, esančiame x1 atstumu nuo krūvio q1:

Išsiaiškinkime, ar trečiojo krūvio padėtis bus stabili, ar nestabili.

(Esant stabiliai pusiausvyrai, kūnas, pašalintas iš pusiausvyros padėties, grįžta į ją; esant nestabiliai pusiausvyrai, jis tolsta nuo jos)

Esant horizontaliam poslinkiui, pasikeičia atstumiančios jėgos F31, F32, pasikeitus atstumams tarp krūvių, grąžinant krūvį į pusiausvyros padėtį.

Esant horizontaliam poslinkiui, krūvio q3 pusiausvyra yra stabili.

Esant vertikaliam poslinkiui, gaunamas F31, F32 stumia q3

Eiti į puslapį:

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 5

✪ 213 pamoka. Elektros krūviai ir jų sąveika. Kulono dėsnis

✪ 8 klasė - 106. Kulono dėsnis

✪ Kulono dėsnis

✪ fizikos KULLOMBO DĖSNIS uždavinių sprendimas

✪ 215 pamoka. Kulono dėsnio problemos – 1

Subtitrai

Formulės

Dviejų taškinių krūvių sąveikos jėga vakuume yra nukreipta išilgai tiesės, jungiančios šiuos krūvius, yra proporcinga jų dydžiams ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Tai yra patraukli jėga, jei krūvių ženklai yra skirtingi, ir atstumianti jėga, jei ženklai yra vienodi.

Svarbu pažymėti, kad tam, kad įstatymas būtų teisingas, būtina:

1. Taškinis krūvių pobūdis, tai yra, atstumas tarp įkrautų kūnų turi būti daug didesnis nei jų dydis. Tačiau galima įrodyti, kad sąveikos jėga tarp dviejų tūriškai paskirstytų krūvių su sferiškai simetriškais nesikertančiais erdviniais pasiskirstymais yra lygi sąveikos jėgai tarp dviejų lygiaverčių taškinių krūvių, esančių sferinės simetrijos centruose;
2. Jų nejudrumas. Priešingu atveju įsigali papildomi efektai: judančio krūvio magnetinis laukas ir atitinkama papildoma Lorenco jėga, veikianti kitą judantį krūvį;
3. Mokesčių išdėstymas vakuume.

Tačiau su tam tikrais pakeitimais įstatymas galioja ir krūvių sąveikai terpėje bei judantiems krūviams.

Vektorine forma C. Kulono formuluotėje dėsnis parašytas taip:

Kur F → 12 (\displaystyle (\vec (F))_(12))- jėga, kuria 1 krūvis veikia 2 krūvį; q 1 , q 2 (\displaystyle q_(1), q_(2))- krūvių dydis; r → 12 (\displaystyle (\vec (r))_(12))- spindulio vektorius (vektorius, nukreiptas iš 1 krūvio į krūvį 2 ir absoliučia reikšme lygus atstumui tarp krūvių - r 12 (\displaystyle r_(12))); k (\displaystyle k)- proporcingumo koeficientas.

Koeficientas k

Kulono dėsnis kvantinėje mechanikoje

Kulono dėsnis kvantinės elektrodinamikos požiūriu

Istorija

Pirmą kartą G. V. Richmanas pasiūlė eksperimentiškai ištirti elektra įkrautų kūnų sąveikos dėsnį 1752-1753 m. Šiam tikslui jis ketino naudoti savo sukurtą „rodyklės“ elektrometrą. Įgyvendinti šį planą sutrukdė tragiška Richmano mirtis.

Maždaug 11 metų prieš Kuloną, 1771 m., krūvių sąveikos dėsnį eksperimentiškai atrado G. Cavendish, tačiau rezultatas nebuvo paskelbtas ir liko nežinomas ilgą laiką (daugiau nei 100 metų). Cavendisho rankraščius D. C. Maxwellui padovanojo tik 1874 m. vienas iš Kavendišo palikuonių per Cavendish laboratorijos inauguraciją ir paskelbė 1879 m.

Pats Kulonas tyrinėjo siūlų sukimąsi ir išrado sukimo balansus. Jis atrado savo dėsnį naudodamas juos įkrautų rutulių sąveikos jėgoms matuoti.

Kulono dėsnis, superpozicijos principas ir Maksvelo lygtys

Kulono dėsnio tikslumo laipsnis

Kulono dėsnis yra eksperimentiškai nustatytas faktas. Jo pagrįstumą ne kartą patvirtino vis tikslesni eksperimentai. Viena tokių eksperimentų kryptis yra patikrinti, ar eksponentas skiriasi r dėsnyje nuo 2. Šiam skirtumui rasti naudojamas faktas, kad jei galia lygiai lygi dviem, tai laidininko ertmės viduje nėra lauko, kad ir kokia būtų ertmės ar laidininko forma.

Tokius eksperimentus pirmą kartą atliko Cavendish, o Maxwell pakartojo patobulinta forma, gaudamas didžiausią skirtumą tarp eksponento ir dviejų laipsnio. 1 21600 (\displaystyle (\frac (1)(21600)))

1971 m. JAV atlikti E. R. Williamso, D. E. Vollerio ir G. A. Hillo eksperimentai parodė, kad Kulono dėsnio eksponentas yra lygus 2 į vidų. (3, 1 ± 2, 7) × 10–16 (\displaystyle (3,1\pm 2,7)\times 10^(-16)) .

Siekdami patikrinti Kulono dėsnio tikslumą vidiniais atominiais atstumais, W. Yu. Lambas ir R. Rutherfordas 1947 m. naudojo vandenilio energijos lygių santykinių padėčių matavimus. Nustatyta, kad net esant 10–8 cm atominiam atstumui, Kulono dėsnio eksponentas skiriasi nuo 2 ne daugiau kaip 10–9.

Koeficientas k (\displaystyle k) Kulono dėsnyje išlieka pastovus 15⋅10 −6 tikslumu.

Kulono dėsnio pataisos kvantinėje elektrodinamikoje

Esant nedideliais atstumais (palyginti su Komptono elektronų bangos ilgiu, λ e = ℏ m e c (\displaystyle \lambda _(e)=(\tfrac (\hbar )(m_(e)c)))≈3,86⋅10 −13 m, kur m e (\displaystyle m_(e))- elektronų masė, ℏ (\displaystyle \hbar )- Planko konstanta, c (\displaystyle c)- šviesos greitis) netiesiniai kvantinės elektrodinamikos efektai tampa reikšmingi: virtualių fotonų mainai uždedami ant virtualių elektronų-pozitronų (taip pat miuono-antimuono ir taon-antitaono) porų, sumažėja atrankos įtaka ( žr. renormalizaciją). Abu efektai lemia eksponentiškai mažėjančių užsakymo terminų atsiradimą e − 2 r / λ e (\displaystyle e^(-2r/\lambda _(e))) krūvių sąveikos potencialios energijos išraiškoje ir dėl to sąveikos jėgos padidėjimas, palyginti su apskaičiuota Kulono dėsniu.

Kur λ e (\displaystyle \lambda _(e))- elektrono Compton bangos ilgis, α = e 2 ℏ c (\displaystyle \alpha =(\tfrac (e^(2))(\hbar c)))- smulkiosios struktūros konstanta ir r ≫ λ e (\displaystyle r\gg \lambda _(e)).

Užsakymo atstumais λ W = ℏ m w c (\displaystyle \lambda _(W)=(\tfrac (\hbar )(m_(w)c)))~ 10 −18 m, kur m w (\displaystyle m_(w))- W-bozono masė, atsiranda elektros silpnumo efektai.

Stipriuose išoriniuose elektromagnetiniuose laukuose, kurie sudaro pastebimą vakuuminio suskaidymo lauko dalį (maždaug m e c 2 e λ e (\displaystyle (\tfrac (m_(e)c^(2))(e\lambda _(e))))~10 18 V/m arba m e c e λ e (\displaystyle (\tfrac (m_(e)c)(e\lambda _(e))))~10 9 T, tokie laukai stebimi, pavyzdžiui, prie kai kurių tipų neutroninių žvaigždžių, būtent magnetarų), Kulono dėsnis taip pat pažeidžiamas dėl Delbriuko mainų fotonų sklaidos ant išorinio lauko fotonų ir kitų sudėtingesnių netiesinių efektų. Šis reiškinys sumažina Kulono jėgą ne tik mikro, bet ir makro mastu; ypač stipriame magnetiniame lauke Kulono potencialas krinta ne atvirkščiai proporcingai atstumui, o eksponentiškai.

Kulono dėsnis ir vakuuminė poliarizacija

Kulono dėsnis ir supersunkieji branduoliai

Kulono dėsnio reikšmė mokslo istorijoje

Kulono dėsnis yra pirmasis atrastas kiekybinis ir matematiškai suformuluotas pagrindinis elektromagnetinių reiškinių dėsnis. Kulono dėsnio atradimas pradėjo šiuolaikinį elektromagnetizmo mokslą.

taip pat žr

Nuorodos

• Kulono dėsnis (vaizdo pamoka, 10 klasės programa)

Pastabos

1. Sivukhin D.V. Bendrosios fizikos kursas. - M.: Fizmatlit; Leidykla MIPT, 2004. - T. III. Elektra. - P. 17. - 656 p. - ISBN 5-9221-0227-3.
2. Landau L. D., Lifshits E. M. Teorinė fizika: vadovėlis. vadovas: universitetams. V 10 t . T. 2 Lauko teorija. - 8 leidimas, stereot. - M.: FIZMATLIT, 2001. - 536 p. -

Dažniausiai užduodami klausimai

Ar galima padaryti antspaudą ant dokumento pagal pateiktą pavyzdį? Atsakymas Taip, tai įmanoma. Atsiųskite nuskaitytą kopiją ar geros kokybės nuotrauką mūsų el. pašto adresu ir mes padarysime reikiamą dublikatą.

Kokius mokėjimo tipus sutinkate? Atsakymas Už dokumentą galite atsiskaityti jį gavus kurjeriui, patikrinus diplomo užpildymo teisingumą ir įforminimo kokybę. Tai galima padaryti ir pašto įmonių, siūlančių grynųjų pinigų pristatymo paslaugas, biuruose.
Visos pristatymo ir apmokėjimo už dokumentus sąlygos aprašytos skyriuje „Apmokėjimas ir pristatymas“. Taip pat esame pasirengę išklausyti jūsų pasiūlymus dėl dokumento pristatymo ir apmokėjimo sąlygų.

Ar galiu būti tikras, kad po užsakymo nedingsite su mano pinigais? Atsakymas Turime gana ilgametę patirtį diplomų gamybos srityje. Turime keletą svetainių, kurios nuolat atnaujinamos. Mūsų specialistai dirba įvairiose šalies vietose, per dieną parengdami virš 10 dokumentų. Bėgant metams mūsų dokumentai daugeliui žmonių padėjo išspręsti įsidarbinimo problemas arba pereiti į geriau apmokamą darbą. Užsitarnavome klientų pasitikėjimą ir pripažinimą, todėl nėra jokios priežasties tai daryti. Be to, to padaryti tiesiog neįmanoma fiziškai: už užsakymą sumokate gavę jį į rankas, išankstinio apmokėjimo nėra.

Ar galiu užsisakyti bet kurio universiteto diplomą? Atsakymas Apskritai, taip. Šioje srityje dirbame beveik 12 metų. Per šį laiką buvo suformuota beveik išbaigta beveik visų šalies universitetų išduotų dokumentų, išduotų skirtingais išdavimo metais, duomenų bazė. Tereikia pasirinkti universitetą, specialybę, dokumentą ir užpildyti užsakymo formą.

Ką daryti, jei dokumente radote rašybos klaidų? Atsakymas Gavę dokumentą iš mūsų kurjerio ar pašto įmonės, rekomenduojame atidžiai patikrinti visus duomenis. Pastebėjus rašybos klaidą, klaidą ar netikslumą, turite teisę diplomo neatsiimti, tačiau apie pastebėtus trūkumus turite pranešti asmeniškai kurjeriui arba raštu, atsiųsdami el.
Dokumentą kuo greičiau pataisysime ir iš naujo išsiųsime nurodytu adresu. Žinoma, siuntimą apmokės mūsų įmonė.
Siekdami išvengti tokių nesusipratimų, prieš pildydami pirminę formą klientui el. paštu išsiunčiame būsimo dokumento maketą, kad būtų galima patikrinti ir patvirtinti galutinę versiją. Prieš siųsdami dokumentą kurjeriu ar paštu, taip pat padarome papildomas nuotraukas ir vaizdo įrašus (taip pat ir ultravioletinėje šviesoje), kad galėtumėte aiškiai suprasti, ką galiausiai gausite.

Ką daryti norint užsisakyti diplomą iš jūsų įmonės? Atsakymas Norėdami užsisakyti dokumentą (pažymėjimą, diplomą, akademinį pažymėjimą ir pan.), turite užpildyti internetinę užsakymo formą mūsų svetainėje arba pateikti savo el. mums.
Jei nežinote, ką nurodyti kuriame nors užsakymo formos/anketos laukelyje, palikite juos tuščius. Todėl visą trūkstamą informaciją patikslinsime telefonu.

Naujausios apžvalgos

Valentina:

Jūs išgelbėjote mūsų sūnų nuo atleidimo iš darbo! Faktas yra tas, kad, metęs koledžą, mano sūnus įstojo į armiją. O kai grįžo, atsigauti nenorėjo. Dirbo be diplomo. Tačiau neseniai jie pradėjo atleisti visus, kurie neturi „plutos“. Todėl nusprendėme su jumis susisiekti ir nesigailėjome! Dabar jis dirba ramiai ir nieko nebijo! Ačiū!