Кулон заңы

ХVIII ғасырға дейін электрлік құбылыстар тек сапалық тұрғыда ғана зерттеліп келді. Көптеген тәжірибелердің нәтижесі денеде электр зарядтарының екі түрі болатынны көрсетті. Онда аттас зарядты денелер бір – біріне тартылады. Нүктелік деп аталатын зарядтардың өзара әсер күші бағынатын заңды 1785 жылы Ш. Кулон ашқан.

Нүктелік заряд деп осы дененің электр зарядтарын тасымалдайтын басқа денелерге дейінгі қашықтығымен салыстырғанда өлшемін ескермеуге болатын зарядталған денені айтады.

Кулон тәжірибелерінің нәтижесінде мынадай қорытындыға келді: вакуумдағы нүктелік екі зарядтың өзара әсер күші (Ғ) зарядтарының және шамасына пропорционал және олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал:

 

(7.2)

 

Мұндағы k – пропорционалдық коэффициент: және өзара әсерлесетін зарядтар шамасы; r – олардың ара қашықтығы.

Егер зарядтар аттас болса, онда күш оң (F > 0), әр аттас болса, онда теріс (F < 0) болады. Сөйтіп, зарядтардың ара қашықтығы r – ді бір зарядтан екіншіге қарай жүргізілген және бағыты зарядқа түсірілген Ғ күшінің бағытымен дәл келетін вектор деп қарастыру керек (1- сурет). Сондықтан Ғ күші – Кулон күші деп аталады. (2) өрнекті белгілі бір орта үшін

 

(7.3)

 

деп жазуға болады, мұндағы - өлшемсіз шама, ортаның диэлектрлік өтімділігі деп талады.

+

-

1- сурет

Егер зарядтар вакуумда өзара әсерлесетін болса, онда әсерлесу күші болар еді де, қатынасы вакуумдағы күшінің басқа ортадағы әсерлесу күші Ғ – тең қанша есе артық екенін білдіреді. Сөйтіп вакуум үшін ε = 1 болады. Халықаралық бірліктер жүйесінде пропорционалдық коэффициенті: . Осы мәнді орнына қойсақ Кулон заңы мынадай түрге келеді:

 

(7.4)

Мұндағы - электр тұрақтысы деп аталады.

.