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第130章 发现库仑定律的实验

小小的扭秤实验发现了着名的定律,为电磁学理论的发展奠定了坚实的基础。

1784年,法国物理学家库仑宣布发现了弹性理论,从而发明了扭力秤。

扭力秤的主要部件是一根金属丝,将金属丝的上端固定,下端悬一重物,重物底部有一标记,下面放一个刻度盘。金属丝扭转之后,由刻度盘就可以读出扭角,由扭角的大小就可以求出扭力的大小。扭力秤为研究微小相互作用力提供了强有力的工具。人们又把这种扭力秤叫做库仑扭秤。

后来,库仑又把他发明的扭秤进一步改进成各种不同的用途:有些扭秤能够测量电荷之间的相互作用,有些扭秤能测量磁体间的相互作用,有些扭秤则可用来测量流体的摩擦力……1785年至1787年,库仑开始用他发明的扭秤研究电力、磁力和流体的摩擦力等各种微小作用力遵循的规律。

一天,他做了这样一个精巧的实验:在扭力秤的金属丝下端吊一根水平木杆,木杆一端固定表面敷以金箔的木芯小球,另一端固定平衡配重物。用一个和水平杆上木芯球完全一样的带电小球接触水平木杆上的小球,它们就带上了同种等量的电荷并互相排斥。

库仑不断改变两球之间的距离,测量电荷之间的排斥力。经过反复多次实验后,库仑发现带同种电荷的小球,它们之间的排斥力与两球中心之间的距离的平方成反比。那么在异性电荷之间又会出现什么情况呢?

经过不断改进实验方法进行反复实验,库仑得出同样的结论:带异种电荷的小球,它们之间的电吸引力仍然遵从平方反比规律。

库仑通过两年多的实验研究,终于找到了电荷与电荷、磁体与磁体之间的作用规律,即两个带电体之间的作用,不论排斥还是吸引,与两个带电体电量的乘积成正比,与他们之间的距离的平方成反比。

磁体之间的作用力也遵从类似的规律。这就是着名的库仑定律。

库仑定律是电磁学领域最基本的规律之一,它的发现为电磁学理论的发展奠定了坚实基础。

高斯就是从库仑定律出发,定义了电量的单位,从此使电进入了可以计量的行列。库仑定律的发现开创了人类定量研究电磁现象的先河,从此数学进入了电磁学研究领域,为电磁学理论的研究开辟了更加广阔的道路。