जर शुल्काची चिन्हे भिन्न असतील तर कूलॉम्ब बल हे एक आकर्षक बल असते आणि जर शुल्काची चिन्हे सारखी असतील तर एक प्रतिकारक शक्ती असते. सैन्य कसे निर्देशित केले जातात?

कुलॉम्बचा कायदा- हा इलेक्ट्रोस्टॅटिक्सचा आधार आहे, सूत्रीकरणाचे ज्ञान आणि या कायद्याचे वर्णन करणारे मूलभूत सूत्र देखील "विद्युत आणि चुंबकत्व" या विभागाचा अभ्यास करण्यासाठी आवश्यक आहे.

कुलॉम्बचा कायदा

शुल्कांमधील विद्युत परस्परसंवादाच्या शक्तींचे वर्णन करणारा कायदा 1785 मध्ये शोधला गेला चार्ल्स लटकनज्याने मेटल बॉलवर अनेक प्रयोग केले. कूलॉम्बच्या कायद्याच्या आधुनिक सूत्रांपैकी एक खालीलप्रमाणे आहे:

“दोन बिंदूंच्या विद्युत शुल्कांमधील परस्परसंवादाचे बल या शुल्कांना जोडणाऱ्या सरळ रेषेने निर्देशित केले जाते, त्यांच्या परिमाणांच्या गुणानुपातिक असते आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते. जर शुल्क भिन्न चिन्हांचे असेल तर ते आकर्षित करतात आणि जर ते एकाच चिन्हाचे असतील तर ते मागे टाकतात.

या कायद्याचे स्पष्टीकरण देणारे सूत्र आहे:

*दुसरा गुणक (ज्यामध्ये त्रिज्या वेक्टर आहे) फक्त बलाची दिशा ठरवण्यासाठी आवश्यक आहे.

एफ 12 - पहिल्यापासून दुसऱ्या चार्जवर कार्य करणारी शक्ती;

q 1 आणि q 2 - शुल्काची परिमाण;

आर 12 - शुल्कांमधील अंतर;

k- आनुपातिकतेचे गुणांक:

ε 0 हा विद्युत स्थिरांक आहे, ज्याला कधीकधी व्हॅक्यूमची परवानगी म्हणतात. अंदाजे 8.85 10 -12 F / m किंवा Cl 2 / (N m 2) च्या समान.

ε माध्यमाची परवानगी आहे (व्हॅक्यूमसाठी ते 1 च्या बरोबरीचे आहे).

Coulomb च्या कायद्याचे परिणाम

दोन प्रकारचे शुल्क आहेत - सकारात्मक आणि नकारात्मक.
जसे की शुल्क दूर करणे आणि भिन्न शुल्क आकर्षित करणे
शुल्क हे एक स्थिर आणि अपरिवर्तित प्रमाण नसल्यामुळे शुल्क एकाकडून दुसर्‍याकडे हस्तांतरित केले जाऊ शकते. ज्या परिस्थितीमध्ये (वातावरण) चार्ज स्थित आहे त्यानुसार ते बदलू शकते.
कायदा खरा होण्यासाठी, व्हॅक्यूममधील शुल्कांचे वर्तन आणि त्यांची गतिमानता लक्षात घेणे आवश्यक आहे.

कुलॉम्बच्या कायद्याचे दृश्य प्रतिनिधित्व.

इलेक्ट्रोस्टॅटिक्समध्ये, कुलॉम्बचा नियम हा मूलभूत नियमांपैकी एक आहे. दोन स्थिर बिंदू शुल्क किंवा त्यांच्यातील अंतर यांच्यातील परस्परसंवादाची शक्ती निर्धारित करण्यासाठी हे भौतिकशास्त्रात वापरले जाते. हा निसर्गाचा एक मूलभूत नियम आहे जो इतर कोणत्याही कायद्यांवर अवलंबून नाही. मग वास्तविक शरीराचा आकार शक्तींच्या विशालतेवर परिणाम करत नाही. या लेखात, आम्ही कूलॉम्बचा कायदा आणि त्याचा व्यवहारात वापर सोप्या भाषेत स्पष्ट करू.

शोध इतिहास

शे.ओ. 1785 मध्ये कूलॉम्बने प्रथमच प्रायोगिकरित्या कायद्याने वर्णन केलेल्या परस्परसंवाद सिद्ध केले. त्याच्या प्रयोगांमध्ये त्यांनी विशेष टॉर्शन बॅलन्सचा वापर केला. तथापि, 1773 मध्ये, कॅव्हेंडिशने गोलाकार कॅपेसिटरचे उदाहरण वापरून हे सिद्ध केले की गोलाच्या आत कोणतेही विद्युत क्षेत्र नाही. हे सूचित करते की शरीरातील अंतरानुसार इलेक्ट्रोस्टॅटिक शक्ती बदलतात. अधिक अचूक होण्यासाठी - अंतराचा चौरस. त्यानंतर त्यांचे संशोधन प्रसिद्ध झाले नाही. ऐतिहासिकदृष्ट्या, या शोधाचे नाव कूलॉम्बच्या नावावर ठेवले गेले आणि ज्या प्रमाणात शुल्क मोजले जाते त्याला समान नाव आहे.

शब्दरचना

कुलॉम्बच्या कायद्याची व्याख्या अशी आहे: व्हॅक्यूम मध्येदोन चार्ज केलेल्या बॉडीचा F परस्परसंवाद त्यांच्या मॉड्यूल्सच्या गुणाकाराच्या थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असतो.

हे लहान वाटते, परंतु ते प्रत्येकाला स्पष्ट होणार नाही. सोप्या शब्दात: शरीरावर जितके जास्त चार्ज असेल आणि ते एकमेकांच्या जवळ असतील तितके जास्त शक्ती.

आणि उलट: आपण शुल्कांमधील अंतर वाढविल्यास - बल कमी होईल.

कुलॉम्बच्या नियमाचे सूत्र असे दिसते:

अक्षरांचे पदनाम: q - शुल्क मूल्य, r - त्यांच्यामधील अंतर, k - गुणांक, युनिट्सच्या निवडलेल्या प्रणालीवर अवलंबून असते.

शुल्क q चे मूल्य सशर्त सकारात्मक किंवा सशर्त ऋण असू शकते. ही विभागणी अतिशय सशर्त आहे. जेव्हा शरीरे संपर्कात येतात तेव्हा ते एकमेकांपासून दुसर्‍यामध्ये प्रसारित केले जाऊ शकतात. हे खालीलप्रमाणे आहे की एकाच शरीरावर भिन्न तीव्रता आणि चिन्ह असू शकतात. पॉइंट चार्ज हा असा चार्ज किंवा शरीर आहे ज्याची परिमाणे संभाव्य परस्परसंवादाच्या अंतरापेक्षा खूपच लहान आहेत.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की शुल्क ज्या वातावरणात स्थित आहे त्याचा परिणाम संवाद F वर होतो. हवेत आणि व्हॅक्यूममध्ये ते जवळजवळ समान असल्याने, कौलॉम्बचा शोध केवळ या माध्यमांसाठी लागू आहे, या प्रकारचे सूत्र लागू करण्यासाठी ही एक अटी आहे. आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, SI प्रणालीमध्ये, शुल्काचे एकक कुलॉम्ब आहे, ज्याचे संक्षिप्त रूप Cl आहे. हे वेळेच्या प्रति युनिट विजेचे प्रमाण दर्शवते. हे मूळ SI युनिट्सचे व्युत्पन्न आहे.

1 क = 1 ए * 1 एस

हे लक्षात घ्यावे की 1 सी चे परिमाण अनावश्यक आहे. वाहक एकमेकांना दूर ठेवतात या वस्तुस्थितीमुळे, त्यांना लहान शरीरात ठेवणे कठीण आहे, जरी 1A प्रवाह स्वतःच लहान असेल तर तो कंडक्टरमध्ये वाहतो. उदाहरणार्थ, त्याच 100 W च्या इनॅन्डेन्सेंट दिव्यामध्ये, 0.5 A चा प्रवाह वाहतो आणि इलेक्ट्रिक हीटरमध्ये आणि 10 A पेक्षा जास्त. असे बल (1 C) वस्तुमान असलेल्या शरीरावर कार्य करणार्‍या शक्तीइतके असते. जगाच्या बाजूने 1 टी.

तुमच्या लक्षात आले असेल की सूत्र गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादाप्रमाणेच आहे, जर न्यूटोनियन मेकॅनिक्समध्ये वस्तुमान दिसले, तर इलेक्ट्रोस्टॅटिक्समध्ये शुल्क दिसून येते.

डायलेक्ट्रिक माध्यमासाठी कुलॉम्बचे सूत्र

गुणांक, SI प्रणालीची मूल्ये लक्षात घेऊन, N 2 *m 2 /Cl 2 मध्ये निर्धारित केले जाते. ते समान आहे:

अनेक पाठ्यपुस्तकांमध्ये, हा गुणांक अपूर्णांकाच्या स्वरूपात आढळू शकतो:

येथे E 0 \u003d 8.85 * 10-12 C2 / N * m2 एक विद्युत स्थिरांक आहे. डायलेक्ट्रिकसाठी, E जोडला जातो - माध्यमाचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक, नंतर व्हॅक्यूम आणि माध्यमासाठी शुल्कांच्या परस्परसंवादाच्या शक्तींची गणना करण्यासाठी कुलॉम्ब नियम वापरला जाऊ शकतो.

डायलेक्ट्रिकचा प्रभाव लक्षात घेऊन, त्याचे स्वरूप आहे:

येथून आपण पाहतो की शरीरांमधील डायलेक्ट्रिकची ओळख शक्ती F कमी करते.

सैन्य कसे निर्देशित केले जातात?

शुल्क त्यांच्या ध्रुवीयतेवर अवलंबून एकमेकांशी संवाद साधतात - समान शुल्क मागे टाकतात आणि विरुद्ध (विरुद्ध) आकर्षित करतात.

तसे, गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादाच्या समान कायद्यातील हा मुख्य फरक आहे, जिथे शरीरे नेहमीच आकर्षित होतात. त्यांच्या दरम्यान काढलेल्या रेषेने निर्देशित केलेल्या बलांना त्रिज्या वेक्टर म्हणतात. भौतिकशास्त्रात, ते r 12 आणि त्रिज्या वेक्टर म्हणून पहिल्यापासून दुसऱ्या चार्जपर्यंत आणि त्याउलट दर्शविले जाते. जर चार्जेस विरुद्ध असतील तर बलांना चार्जच्या केंद्रापासून या रेषेच्या विरुद्ध चार्जकडे निर्देशित केले जाते आणि जर ते समान नावाचे (दोन सकारात्मक किंवा दोन नकारात्मक) असतील तर विरुद्ध दिशेने. वेक्टर स्वरूपात:

दुसऱ्यापासून पहिल्या चार्जवर लागू होणारे बल F 12 म्हणून दर्शविले जाते. नंतर, वेक्टर स्वरूपात, कुलॉम्बचा नियम यासारखा दिसतो:

दुसर्‍या चार्जवर लागू केलेले बल निश्चित करण्यासाठी, पदनाम F 21 आणि R 21 वापरले जातात.

जर शरीराचा आकार जटिल असेल आणि तो इतका मोठा असेल की दिलेल्या अंतरावर तो एक बिंदू मानला जाऊ शकत नाही, तर तो लहान विभागांमध्ये विभागला जातो आणि प्रत्येक विभागाला पॉइंट चार्ज म्हणून मानले जाते. सर्व परिणामी वेक्टरच्या भौमितीय जोडणीनंतर, परिणामी बल प्राप्त होते. अणू आणि रेणू एकाच नियमानुसार एकमेकांशी संवाद साधतात.

सराव मध्ये अर्ज

कुलॉम्बची कामे इलेक्ट्रोस्टॅटिक्समध्ये खूप महत्त्वाची आहेत; व्यवहारात, ते अनेक शोध आणि उपकरणांमध्ये वापरले जातात. लाइटनिंग रॉड हे एक उल्लेखनीय उदाहरण आहे. त्याच्या मदतीने, ते गडगडाटी वादळांपासून इमारती आणि विद्युत प्रतिष्ठानांचे संरक्षण करतात, ज्यामुळे आग आणि उपकरणे निकामी होण्यास प्रतिबंध करतात. जेव्हा गडगडाटी वादळासह पाऊस पडतो, तेव्हा पृथ्वीवर मोठ्या आकाराचा एक प्रेरित चार्ज दिसून येतो, ते ढगाकडे आकर्षित होतात. असे दिसून आले की पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर एक मोठे विद्युत क्षेत्र दिसते. लाइटनिंग रॉडच्या टोकाजवळ, त्याचे मोठे मूल्य आहे, परिणामी टोकापासून (जमिनीपासून, विजेच्या रॉडद्वारे ढगापर्यंत) कोरोना डिस्चार्ज प्रज्वलित केला जातो. कूलॉम्बच्या नियमानुसार जमिनीवरून येणारा प्रभार मेघाच्या विरुद्ध चार्जकडे आकर्षित होतो. हवेचे आयनीकरण होते आणि विजेच्या काठीच्या शेवटी विद्युत क्षेत्राची ताकद कमी होते. अशा प्रकारे, इमारतीवर शुल्क जमा होत नाही, अशा परिस्थितीत वीज पडण्याची शक्यता कमी असते. इमारतीला धक्का लागल्यास विजेच्या काठीने सर्व ऊर्जा जमिनीत जाईल.

गंभीर वैज्ञानिक संशोधनात, 21 व्या शतकातील सर्वात मोठे बांधकाम वापरले जाते - कण प्रवेगक. त्यामध्ये विद्युत क्षेत्र कणाची ऊर्जा वाढविण्याचे काम करते. शुल्काच्या समूहाद्वारे पॉइंट चार्जवर होणाऱ्या प्रभावाच्या दृष्टिकोनातून या प्रक्रियांचा विचार केल्यास, कायद्याचे सर्व संबंध वैध असल्याचे दिसून येते.

उपयुक्त

कायदा

कुलॉम्बचा कायदा

व्हॅक्यूममधील दोन बिंदू शुल्कांच्या परस्परसंवाद शक्तीचे मॉड्यूल या शुल्कांच्या मॉड्यूल्सच्या गुणाकाराच्या थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

अन्यथा: मध्ये दोन बिंदू शुल्क पोकळीया चार्जेसच्या मॉड्युलच्या गुणानुपातिक, त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात आणि या शुल्कांना जोडणाऱ्या सरळ रेषेच्या बाजूने निर्देशित केलेल्या बलांसह एकमेकांवर कार्य करा. या शक्तींना इलेक्ट्रोस्टॅटिक (कुलॉम्ब) म्हणतात.

त्यांची अचलता. अन्यथा, अतिरिक्त प्रभाव लागू होतात: एक चुंबकीय क्षेत्रमूव्हिंग चार्ज आणि संबंधित अतिरिक्त लॉरेन्ट्झ फोर्सदुसर्या फिरत्या शुल्कावर कार्य करणे;

मध्ये संवाद पोकळी.

चार्ज 1 चार्ज 2 वर कार्य करते ते बल कुठे आहे; - शुल्काची परिमाण; - त्रिज्या वेक्टर (चार्ज 1 पासून चार्ज 2 पर्यंत निर्देशित केलेला सदिश, आणि समान, मॉड्यूलसमध्ये, शुल्कांमधील अंतरापर्यंत - ); - आनुपातिकतेचे गुणांक. अशाप्रकारे, कायदा सूचित करतो की समान नावाचे शुल्क मागे टाकतात (आणि उलट शुल्क आकर्षित करतात).

एटी SGSE युनिटचार्ज अशा प्रकारे निवडला जातो की गुणांक kएक समान आहे.

एटी इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स (SI)मूलभूत युनिट्सपैकी एक युनिट आहे विद्युत प्रवाह शक्ती अँपिअर, आणि शुल्काचे एकक आहे लटकनत्याचे व्युत्पन्न आहे. अँपिअरची व्याख्या अशा प्रकारे केली जाते k= c2 10−7 शुभ रात्री/m = 8.9875517873681764 109 एच m2/ cl 2 (किंवा Ф−1 मी). SI गुणांक मध्ये kअसे लिहिले आहे:

जेथे ≈ 8.854187817 10−12 F/m - विद्युत स्थिरांक.

कुलॉम्बचा नियम आहे:

कुलॉम्बचा कायदा कोरड्या घर्षणाच्या नियमासाठी, अमॉन्टन-कुलॉम्ब कायदा पहामॅग्नेटोस्टॅटिक्स इलेक्ट्रोडायनामिक्स इलेक्ट्रिक सर्किट कोवेरिएंट फॉर्म्युलेशन प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ

कुलॉम्बचा कायदापॉइंट इलेक्ट्रिक चार्जेसमधील परस्परसंवाद शक्तींचे वर्णन करणारा कायदा आहे.

1785 मध्ये चार्ल्स कुलॉम्ब यांनी याचा शोध लावला होता. मोठ्या संख्येनेचार्ल्स कुलॉम्ब यांनी धातूच्या गोळ्यांवर प्रयोग करून कायद्याचे खालील सूत्र दिले:

व्हॅक्यूममधील दोन बिंदू शुल्कांच्या परस्परसंवाद बलाचे मॉड्यूल या शुल्कांच्या मॉड्यूल्सच्या गुणाकाराच्या थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

अन्यथा: व्हॅक्यूममधील दोन पॉइंट चार्जेस या चार्जेसच्या मॉड्यूल्सच्या गुणानुरूप असलेल्या बलांसह एकमेकांवर कार्य करतात, त्यांच्यामधील अंतराच्या चौरसाच्या व्यस्त प्रमाणात आणि या शुल्कांना जोडणाऱ्या सरळ रेषेने निर्देशित केले जातात. या शक्तींना इलेक्ट्रोस्टॅटिक (कुलॉम्ब) म्हणतात.

हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की कायदा सत्य असण्यासाठी, हे आवश्यक आहे:

पॉइंट चार्जेस - म्हणजे चार्ज केलेल्या बॉडींमधील अंतर त्यांच्या आकारापेक्षा खूप जास्त आहे - तथापि, हे सिद्ध केले जाऊ शकते की गोलाकार सममितीय नॉन-इंटरसेटिंग स्पेसियल डिस्ट्रिब्यूशनसह दोन व्हॉल्यूमेट्रिकली वितरित शुल्कांच्या परस्परसंवादाचे बल त्यांच्या परस्परसंवादाच्या बलाइतके आहे. गोलाकार सममितीच्या केंद्रांवर स्थित दोन समतुल्य बिंदू शुल्क;
त्यांची अचलता. अन्यथा, अतिरिक्त प्रभाव लागू होतात: फिरत्या चार्जचे चुंबकीय क्षेत्र आणि संबंधित अतिरिक्त लॉरेन्ट्झ बल दुसर्‍या फिरत्या चार्जवर कार्य करते;
व्हॅक्यूममध्ये परस्परसंवाद.

तथापि, काही ऍडजस्टमेंटसह, कायदा माध्यमातील शुल्काच्या परस्परसंवादासाठी आणि चालत्या शुल्कांसाठी देखील वैध आहे.

वेक्टर स्वरूपात, S. Coulomb च्या फॉर्म्युलेशनमध्ये, कायदा खालीलप्रमाणे लिहिलेला आहे:

चार्ज 1 चार्ज 2 वर कार्य करते ते बल कुठे आहे; - शुल्काची परिमाण; - त्रिज्या वेक्टर (चार्ज 1 पासून चार्ज 2 पर्यंत निर्देशित केलेला सदिश, आणि समान, निरपेक्ष मूल्यामध्ये, शुल्कांमधील अंतरापर्यंत -); - आनुपातिकतेचे गुणांक. अशाप्रकारे, कायदा सूचित करतो की समान नावाचे शुल्क मागे टाकतात (आणि उलट शुल्क आकर्षित करतात).

गुणांक k

CGSE मध्ये, शुल्काचे एकक अशा प्रकारे निवडले जाते की गुणांक kएक समान आहे.

इंटरनॅशनल सिस्टीम ऑफ युनिट्स (SI) मध्ये, मूलभूत एककांपैकी एक म्हणजे विद्युत प्रवाह शक्तीचे एकक, अँपिअर आणि चार्जचे एकक, कुलॉम्ब, हे त्याचे व्युत्पन्न आहे. अँपिअरची व्याख्या अशा प्रकारे केली जाते k= c2 10-7 H/m = 8.9875517873681764 109 N m2/C2 (किंवा F−1 m). SI गुणांक मध्ये kअसे लिहिले आहे:

जेथे ≈ 8.854187817 10−12 F/m हा विद्युत स्थिरांक आहे.

एकसंध समस्थानिक पदार्थामध्ये, मध्यम ε ची सापेक्ष अनुमती सूत्राच्या भाजकात जोडली जाते.

क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये कुलॉम्बचा नियम

क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये, कौलॉम्ब कायदा शास्त्रीय यांत्रिकीप्रमाणे बल संकल्पनेच्या मदतीने तयार केला जात नाही, परंतु कूलॉम्ब परस्परसंवादाच्या संभाव्य उर्जेच्या संकल्पनेच्या मदतीने तयार केला जातो. क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये विचारात घेतलेल्या सिस्टीममध्ये इलेक्ट्रिकली चार्ज केलेले कण असतात अशा स्थितीत, कूलॉम्ब परस्परसंवादाची संभाव्य उर्जा व्यक्त करणार्‍या संज्ञा सिस्टमच्या हॅमिलटोनियन ऑपरेटरमध्ये जोडल्या जातात, कारण ते शास्त्रीय यांत्रिकीमध्ये मोजले जाते.

अशा प्रकारे, अणुचार्ज असलेल्या अणूचा हॅमिल्टन ऑपरेटर झेडअसे दिसते आहे की:

येथे मीइलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान आहे, e- त्याचा चार्ज, - त्रिज्या वेक्टरचे परिपूर्ण मूल्य jवा इलेक्ट्रॉन, . पहिली टर्म इलेक्ट्रॉन्सची गतीज ऊर्जा व्यक्त करते, दुसरी टर्म - न्यूक्लियससह इलेक्ट्रॉनच्या कूलॉम्ब परस्परसंवादाची संभाव्य ऊर्जा आणि तिसरी टर्म - इलेक्ट्रॉनच्या परस्पर प्रतिकर्षणाची संभाव्य कुलॉम्ब ऊर्जा. पहिल्या आणि दुसर्‍या अटींमधील बेरीज सर्व N इलेक्ट्रॉन्सवर चालते. तिसऱ्या टर्ममध्ये, बेरीज इलेक्ट्रॉनच्या सर्व जोड्यांवर जाते आणि प्रत्येक जोडी एकदा येते.

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या दृष्टिकोनातून कूलॉम्बचा नियम

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सनुसार, चार्ज केलेल्या कणांची इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक परस्परक्रिया कणांमधील आभासी फोटॉनच्या देवाणघेवाणीद्वारे केली जाते. वेळ आणि उर्जेसाठी अनिश्चिततेचे तत्त्व त्यांच्या उत्सर्जन आणि शोषणाच्या क्षणांमधील वेळेसाठी आभासी फोटॉनच्या अस्तित्वास अनुमती देते. चार्ज केलेल्या कणांमधील अंतर जितके कमी असेल तितके कमी वेळ व्हर्च्युअल फोटॉनला या अंतरावर मात करणे आवश्यक आहे आणि परिणामी, अनिश्चिततेच्या तत्त्वाद्वारे आभासी फोटॉनची जास्त उर्जा अनुमत आहे. शुल्कांमधील लहान अंतरावर, अनिश्चिततेचे तत्त्व दीर्घ-तरंगलांबी आणि लहान-तरंगलांबी दोन्ही फोटॉनची देवाणघेवाण करण्यास अनुमती देते आणि मोठ्या अंतरावर, एक्सचेंजमध्ये फक्त लांब-तरंगलांबी फोटॉन भाग घेतात. अशा प्रकारे, क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या मदतीने, कोणीही कूलॉम्बचा नियम काढू शकतो.

कथा

प्रायोगिकरित्या तपासण्यासाठी प्रथमच विद्युत चार्ज झालेल्या शरीरांच्या परस्परसंवादाचा नियम जी.व्ही. रिचमन यांनी 1752-1753 मध्ये मांडला होता. त्यासाठी त्यांनी डिझाइन केलेले ‘इंडिकेटर’ इलेक्ट्रोमीटर वापरण्याचा त्यांचा मानस होता. रिचमनच्या दुःखद मृत्यूमुळे या योजनेची अंमलबजावणी रोखली गेली.

1759 मध्ये सेंट पीटर्सबर्ग अकादमी ऑफ सायन्सेसमधील भौतिकशास्त्राचे प्राध्यापक एफ. एपिनस, ज्यांनी त्यांच्या मृत्यूनंतर रिचमनच्या अध्यक्षपदाची सूत्रे हाती घेतली, त्यांनी प्रथमच असे सुचवले की शुल्कांचा अंतराच्या वर्गाशी उलटा संवाद असावा. 1760 मध्ये दिसू लागले लहान संदेशकी बासेलमधील डी. बर्नौली यांनी डिझाइन केलेल्या इलेक्ट्रोमीटरच्या मदतीने एक चतुर्भुज कायदा स्थापित केला. 1767 मध्ये, प्रिस्टलीने त्याच्या विजेच्या इतिहासात नमूद केले की चार्ज केलेल्या धातूच्या बॉलमध्ये इलेक्ट्रिक फील्ड नसल्याचा फ्रँकलिनच्या अनुभवाचा अर्थ असा होऊ शकतो. "विद्युत आकर्षण गुरुत्वाकर्षणाच्या समान नियमाचे पालन करते, म्हणजेच अंतराचा वर्ग". स्कॉटिश भौतिकशास्त्रज्ञ जॉन रॉबिसन यांनी (1822) असा दावा केला की 1769 मध्ये समान विद्युत चार्ज असलेले गोळे त्यांच्यामधील अंतराच्या चौरसाच्या व्यस्त प्रमाणात एका बलाने मागे टाकतात आणि त्यामुळे कुलॉम्बच्या कायद्याचा (1785) शोध अपेक्षित आहे.

कौलॉम्बच्या अंदाजे 11 वर्षांपूर्वी, 1771 मध्ये, जी. कॅव्हेंडिश यांनी प्रायोगिकरित्या शुल्काच्या परस्परसंवादाचा नियम शोधला होता, परंतु परिणाम प्रकाशित झाला नाही आणि बर्याच काळापासून (100 वर्षांहून अधिक) अज्ञात राहिला. कॅव्हेंडिश हस्तलिखिते केवळ 1874 मध्ये कॅव्हेंडिशच्या वंशजांनी डीके मॅक्सवेलला कॅव्हेंडिश प्रयोगशाळेच्या भव्य उद्घाटनाच्या वेळी सुपूर्द केली आणि 1879 मध्ये प्रकाशित केली.

कुलॉम्ब स्वतः धाग्यांच्या टॉर्शनच्या अभ्यासात गुंतले होते आणि टॉर्शन बॅलन्सचा शोध लावला. चार्ज केलेल्या बॉलच्या परस्परसंवादाची शक्ती मोजण्यासाठी त्यांचा वापर करून त्याने त्याचा नियम शोधला.

कुलॉम्बचा नियम, सुपरपोझिशन तत्त्व आणि मॅक्सवेलची समीकरणे

कुलॉम्बचा नियम आणि विद्युत क्षेत्रासाठी सुपरपोझिशन तत्त्व हे मॅक्सवेलच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक्सच्या समीकरणांशी पूर्णपणे समतुल्य आहेत. म्हणजेच, कूलॉम्बचा नियम आणि विद्युत क्षेत्रासाठीचे सुपरपोझिशन तत्त्व समाधानी आहे जर आणि फक्त जर मॅक्सवेलची इलेक्ट्रोस्टॅटिक्सची समीकरणे समाधानी असतील आणि याउलट, इलेक्ट्रोस्टॅटिक्ससाठी मॅक्सवेलची समीकरणे समाधानी असतील तरच आणि जर कुलॉम्बचा नियम आणि सुपरपोझिशन तत्त्व इलेक्ट्रिक फील्डसाठी समाधानी असेल.

कुलॉम्बच्या कायद्याच्या अचूकतेची पदवी

कूलॉम्बचा कायदा ही प्रायोगिकरित्या स्थापित केलेली वस्तुस्थिती आहे. अधिक आणि अधिक अचूक प्रयोगांद्वारे त्याची वैधता वारंवार पुष्टी केली गेली आहे. अशा प्रयोगांच्या दिशांपैकी एक म्हणजे घातांक भिन्न आहे की नाही हे तपासणे आर 2 च्या नियमात. हा फरक शोधण्यासाठी, वस्तुस्थितीचा वापर केला जातो की जर पदवी दोनच्या समान असेल, तर कंडक्टरमधील पोकळीच्या आत कोणतेही क्षेत्र नसते, पोकळी किंवा कंडक्टरचा आकार काहीही असो.

E.R. Williams, D.E. Voller आणि G. A. Hill यांनी 1971 मध्ये युनायटेड स्टेट्समध्ये केलेल्या प्रयोगांतून असे दिसून आले की कूलॉम्बच्या नियमातील घातांक 2 ते 2 च्या आत आहे.

अंतरावरणू अंतरावर कुलॉम्बच्या कायद्याची अचूकता तपासण्यासाठी डब्ल्यू. यू. लॅम्ब आणि आर. रदरफोर्ड यांनी 1947 मध्ये हायड्रोजन ऊर्जा पातळीच्या सापेक्ष व्यवस्थेचे मोजमाप वापरले. असे आढळून आले की अणु 10−8 सेमीच्या क्रमाच्या अंतरावरही, कूलॉम्ब नियमातील घातांक 2 पेक्षा 10−9 पेक्षा जास्त नाही.

कुलॉम्बच्या नियमातील गुणांक 15·10−6 पर्यंत स्थिर राहतो.

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्समधील कुलॉम्बच्या कायद्यातील सुधारणा

लहान अंतरावर (इलेक्ट्रॉनच्या कॉम्प्टन तरंगलांबीच्या क्रमाने, ≈3.86 10−13 मीटर, जेथे इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान आहे, प्लँक स्थिरांक आहे, प्रकाशाचा वेग आहे), क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सचे नॉनलाइनर प्रभाव लक्षणीय बनतात. व्हर्च्युअल फोटॉन्सची देवाणघेवाण आभासी इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन (आणि म्युऑन-अँटीम्युऑन आणि टाओन-अँटीटॉन) जोड्यांच्या निर्मितीद्वारे केली जाते आणि स्क्रीनिंगचा प्रभाव देखील कमी होतो (पुनर्सामान्यीकरण पहा). दोन्ही प्रभावांमुळे शुल्काच्या परस्परसंवादाच्या संभाव्य उर्जेसाठी अभिव्यक्तीमध्ये क्रमशः कमी होत जाणारे शब्द दिसून येतात आणि परिणामी, कूलॉम्ब कायद्याद्वारे मोजल्या गेलेल्या परस्परसंवाद शक्तीमध्ये वाढ होते. उदाहरणार्थ, CGS प्रणालीमध्ये पॉइंट चार्जच्या संभाव्यतेसाठी अभिव्यक्ती, पहिल्या ऑर्डरच्या रेडिएटिव्ह सुधारणा लक्षात घेऊन, फॉर्म घेते:

इलेक्ट्रॉनची कॉम्प्टन तरंगलांबी कुठे आहे, सूक्ष्म रचना स्थिरांक u आहे. ~ 10−18 मीटरच्या अंतरावर, डब्ल्यू-बोसॉनचे वस्तुमान कोठे आहे, इलेक्ट्रोविक प्रभाव लागू होतात.

मजबूत बाह्य विद्युत चुंबकीय क्षेत्रांमध्ये, जे व्हॅक्यूम ब्रेकडाउन फील्डचा महत्त्वपूर्ण अंश बनवतात (~1018 V/m किंवा ~109 T च्या क्रमाने, अशा फील्डचे निरीक्षण केले जाते, उदाहरणार्थ, विशिष्ट प्रकारच्या न्यूट्रॉन ताऱ्यांजवळ, म्हणजे मॅग्नेटार) , बाह्य क्षेत्राच्या फोटॉन्सवर एक्सचेंज फोटॉन्सचे डेलब्रुक विखुरणे आणि इतर, अधिक जटिल नॉनलाइनर प्रभावांमुळे कूलॉम्ब कायद्याचे देखील उल्लंघन होते. ही घटना केवळ मायक्रोस्केलवरच नव्हे तर मॅक्रोस्केलवर देखील कूलॉम्ब शक्ती कमी करते; विशेषतः, मजबूत चुंबकीय क्षेत्रामध्ये कूलॉम्ब क्षमता अंतराच्या उलटाऐवजी वेगाने कमी होते.

कुलॉम्बचा कायदा आणि व्हॅक्यूम ध्रुवीकरण

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्समधील व्हॅक्यूम ध्रुवीकरणाची घटना म्हणजे आभासी इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन जोड्यांची निर्मिती. इलेक्ट्रॉन-पॉझिट्रॉन जोड्यांचा ढग इलेक्ट्रॉनच्या विद्युत शुल्काचे संरक्षण करतो. इलेक्ट्रॉनपासून वाढत्या अंतरासह स्क्रीनिंग वाढते, परिणामी, इलेक्ट्रॉनचे प्रभावी विद्युत शुल्क हे अंतर कमी करणारे कार्य आहे. इलेक्ट्रिक चार्जसह इलेक्ट्रॉनद्वारे तयार केलेली प्रभावी क्षमता फॉर्मच्या अवलंबनाद्वारे वर्णन केली जाऊ शकते. लॉगरिदमिक कायद्यानुसार प्रभावी शुल्क अंतरावर अवलंबून असते:

टी. एन. सूक्ष्म रचना स्थिरांक ≈7.3 10−3;

टी. एन. शास्त्रीय इलेक्ट्रॉन त्रिज्या ≈2.8 10−13 सेमी..

युलिंग प्रभाव

कुलॉम्बच्या नियमाच्या मूल्यापासून व्हॅक्यूममधील पॉइंट चार्जेसच्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक संभाव्यतेच्या विचलनाची घटना युलिंग प्रभाव म्हणून ओळखली जाते, ज्याने प्रथम हायड्रोजन अणूसाठी कुलॉम्बच्या नियमातील विचलनांची गणना केली. युलिंग इफेक्ट लॅम्ब शिफ्टसाठी 27 मेगाहर्ट्झने दुरुस्त करतो.

कूलॉम्बचा नियम आणि सुपरहेवी न्यूक्ली

चार्ज असलेल्या सुपरहेवी न्यूक्लीजवळ मजबूत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डमध्ये, व्हॅक्यूम स्वतःची पुनर्रचना करतो, जे सामान्य फेज संक्रमणासारखे असते. यामुळे कूलॉम्बच्या कायद्यात सुधारणा केल्या जातात

विज्ञानाच्या इतिहासात कुलॉम्बच्या कायद्याचा अर्थ

कुलॉम्बचा कायदा हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक घटनेसाठी पहिला खुला परिमाणवाचक आणि गणितीय पद्धतीने तयार केलेला कायदा आहे. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिझमच्या आधुनिक विज्ञानाची सुरुवात कुलॉम्बच्या नियमाच्या शोधापासून झाली.

देखील पहा

विद्युत क्षेत्र
लांब श्रेणी
बायोट-सावर्त-लाप्लेस कायदा
आकर्षणाचा नियम
पेंडंट, चार्ल्स ऑगस्टिन डी
लटकन (युनिट)
सुपरपोझिशन तत्त्व
मॅक्सवेलची समीकरणे

दुवे

कूलॉम्बचा कायदा (व्हिडिओ धडा, 10 व्या वर्गाचा कार्यक्रम)

नोट्स

लांडौ एल. डी., लिफशिट्स ई. एम. सैद्धांतिक भौतिकशास्त्र: प्रोक. भत्ता: विद्यापीठांसाठी. 10 खंडात टी. 2 फील्ड थिअरी. - 8 वी आवृत्ती, स्टिरिओ. - एम.: फिझमॅटलिट, 2001. - 536 पी. - ISBN 5-9221-0056-4 (खंड 2), Chap. 5 स्थिर विद्युत चुंबकीय क्षेत्र, p. 38 एकसमान हलणारे चार्जचे क्षेत्र, p. 132
लांडौ एल. डी., लिफशिट्स ई. एम. सैद्धांतिक भौतिकशास्त्र: प्रोक. भत्ता: विद्यापीठांसाठी. 10 खंडांमध्ये. खंड 3. क्वांटम मेकॅनिक्स (नॉन-रिलेटिव्हिस्टिक सिद्धांत). - 5वी आवृत्ती, स्टिरिओ. - एम.: फिझमॅटलिट, 2002. - 808 पी. - ISBN 5-9221-0057-2 (खंड 3), ch. 3 श्रोडिंगर समीकरण, p. 17 श्रोडिंगर समीकरण, p. ७४
G. बेथे क्वांटम मेकॅनिक्स. - प्रति. इंग्रजीतून, एड. व्ही. एल. बोंच-ब्रुविच, "मीर", एम., 1965, भाग 1 अणूच्या संरचनेचा सिद्धांत, Ch. 1 श्रोडिंगर समीकरण आणि त्याच्या निराकरणासाठी अंदाजे पद्धती, पी. अकरा
R. E. Peierls निसर्गाचे नियम. प्रति इंग्रजीतून. एड प्रा. I. M. खलातनिकोवा, भौतिक आणि गणितीय साहित्याचे राज्य प्रकाशन गृह, M., 1959, शूटिंग गॅलरी. 20,000 प्रती, 339 pp., Ch. 9 “उच्च गतीवर इलेक्ट्रॉन्स”, p. “उच्च गतीवर बल. इतर अडचणी, पी. २६३
L. B. Okun ... z प्राथमिक कण भौतिकशास्त्राचा प्राथमिक परिचय, M., नौका, 1985, Kvant Library, vol. 45, पी. "आभासी कण", पी. ५७.
novi कॉम. Acad. अनुसूचित जाती इंप. Petropolitane, v. IV, 1758, p. 301.
एपिनस F.T.W.वीज आणि चुंबकत्व सिद्धांत. - एल.: एएन एसएसआर, 1951. - 564 पी. - (विज्ञानाचे अभिजात). - 3000 प्रती.
अबेल सोसिन (१७६०) Acta Helvetica, खंड. 4, पृष्ठे 224-225.
जे. प्रिस्टली. मूळ प्रयोगांसह विजेचा इतिहास आणि वर्तमान स्थिती. लंडन, १७६७, पी. ७३२.
जॉन रॉबिसन, यांत्रिक तत्वज्ञानाची प्रणाली(लंडन, इंग्लंड: जॉन मरे, 1822), व्हॉल. 4. पृष्ठ 68 वर, रॉबिसन सांगतात की 1769 मध्ये त्यांनी त्याच चार्जच्या गोलाकारांमध्ये कार्यरत असलेल्या शक्तीचे मोजमाप प्रकाशित केले आणि एपिनस, कॅव्हेंडिश आणि कुलॉम्ब यांची नावे लक्षात घेऊन या क्षेत्रातील संशोधनाच्या इतिहासाचे वर्णन केले. पृष्ठ 73 वर, लेखक लिहितो की शक्ती बदलते x−2,06.
एस.आर. फिलोनोविच "कॅव्हेंडिश, कुलॉम्ब आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स", एम., "नॉलेज", 1988, एलबीसी 22.33 एफ53, सीएच. "कायद्याचे भवितव्य", पी. ४८
आर. फेनमन, आर. लेटन, एम. सँड्स, द फेनमन लेक्चर्स इन फिजिक्स, व्हॉल. 5, विद्युत आणि चुंबकत्व, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एड. या. ए. स्मोरोडिन्स्की, एड. 3, M., संपादकीय URSS, 2004, ISBN 5-354-00703-8 (विद्युत आणि चुंबकत्व), ISBN 5-354-00698-8 (पूर्ण कार्य), ch. 4 "इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स", पी. 1 "स्टॅटिक्स", पी. 70-71;
आर. फेनमन, आर. लेटन, एम. सँड्स, द फेनमन लेक्चर्स इन फिजिक्स, व्हॉल. 5, विद्युत आणि चुंबकत्व, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एड. या. ए. स्मोरोडिन्स्की, एड. 3, M., संपादकीय URSS, 2004, ISBN 5-354-00703-8 (विद्युत आणि चुंबकत्व), ISBN 5-354-00698-8 (पूर्ण कार्य), ch. 5 "गॉस कायद्याचे अनुप्रयोग", पी. 10 "कंडक्टरच्या पोकळीच्या आत फील्ड", पी. 106-108;
ई.आर. विल्यम्स, जे.ई. फॉलर, एच.ए. हिल "कुलॉम्बच्या कायद्याची नवीन प्रायोगिक चाचणी: फोटॉन रेस्ट मासवर एक प्रयोगशाळा अप्पर लिमिट", फिज. रेव्ह. लेट. 26, 721-724 (1971);
W. E. Lamb, R. C. रेदरफोर्डमायक्रोवेव्ह पद्धतीद्वारे हायड्रोजन अणूची सूक्ष्म रचना (इंग्रजी) // भौतिक पुनरावलोकन. - टी. 72. - क्रमांक 3. - एस. 241-243.
1 2 आर. फेनमन, आर. लेटन, एम. सँड्स, द फेनमन लेक्चर्स इन फिजिक्स, व्हॉल. 5, विद्युत आणि चुंबकत्व, ट्रान्स. इंग्रजीतून, एड. या. ए. स्मोरोडिन्स्की, एड. 3, M., संपादकीय URSS, 2004, ISBN 5-354-00703-8 (विद्युत आणि चुंबकत्व), ISBN 5-354-00698-8 (पूर्ण कार्य), ch. 5 "गॉस कायद्याचे अनुप्रयोग", पृष्ठ 8 "कुलॉम्बचा कायदा अचूक आहे का?", पृष्ठ. 103;
CODATA (विज्ञान आणि तंत्रज्ञानासाठी डेटावरील समिती)
बेरेस्तेत्स्की, व्ही. बी., लिफशिट्झ, ई. एम., पिटेव्स्की, एल. पी.क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स. - 3री आवृत्ती, दुरुस्त. - एम.: नौका, 1989. - एस. 565-567. - 720 से. - (“सैद्धांतिक भौतिकशास्त्र”, खंड IV). - ISBN 5-02-014422-3
नेदा सदूघीमजबूत चुंबकीय क्षेत्रामध्ये (इंग्रजी) QED ची सुधारित कुलॉम्ब क्षमता.
Okun L. B. "प्राथमिक कणांचे भौतिकशास्त्र", एड. 3रा, M., "संपादकीय URSS", 2005, ISBN 5-354-01085-3, BBC 22.382 22.315 22.3o, ch. 2 “गुरुत्वाकर्षण. इलेक्ट्रोडायनामिक्स", "व्हॅक्यूम पोलरायझेशन", पी. 26-27;
"सूक्ष्म विश्वाचे भौतिकशास्त्र", ch. एड डी. व्ही. शिरकोव्ह, एम., "सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया", 1980, 528 पी., आजारी., 530.1 (03), F50, कला. "प्रभावी शुल्क", एड. कला. डी. व्ही. शिरकोव्ह, पृ. 496;
यावोर्स्की बी.एम. "अभियंता आणि विद्यापीठातील विद्यार्थ्यांसाठी भौतिकशास्त्राचे हँडबुक" / बी. एम. याव्होर्स्की, ए.ए. डेटलाफ, ए.के. लेबेडेव्ह, 8वी आवृत्ती, सुधारित. आणि दुरुस्त, एम.: पब्लिशिंग हाऊस ओनिक्स एलएलसी, पब्लिशिंग हाऊस मीर आणि एज्युकेशन एलएलसी, 2006, 1056 पृष्ठे: चित्रे, ISBN 5-488-00330-4 (OOO पब्लिशिंग हाऊस Onyx), ISBN 5-94666 -260-0 (Wld) आणि एज्युकेशन पब्लिशिंग हाऊस एलएलसी), ISBN 985-13-5975-0 (हार्वेस्ट LLC), UDC 530(035) BBK 22.3, Ya22, "परिशिष्ट", "मूलभूत भौतिक स्थिरांक", p. . 1008;
Uehling E.A., भौतिक. रेव्ह. ४८, ५५ (१९३५)
"मेसन्स आणि फील्ड" एस. श्वेबर, जी. बेथे, एफ. हॉफमन खंड 1 फील्ड्स सीएच. 5 डायरॅक समीकरणाचे गुणधर्म p. 2. नकारात्मक ऊर्जा असलेली राज्ये p. 56, चि. 21 पुनर्नवीनीकरण, से. 5 व्हॅक्यूम ध्रुवीकरण s 336
A. B. Migdal “मजबूत शेतात व्हॅक्यूम ध्रुवीकरण आणि पायन कंडेन्सेशन”, “उस्पेखी फिझिचेस्कीख नौक”, व्हॉल्यूम 123, सी. 3, 1977, नोव्हेंबर, पृ. ३६९-४०३;
स्पिरिडोनोव ओ.पी. "युनिव्हर्सल फिजिकल कॉन्स्टंट्स", एम., "एनलाइटनमेंट", 1984, पी. 52-53;

साहित्य

फिलोनोविच एस.आर. शास्त्रीय कायद्याचे भाग्य. - एम., नौका, 1990. - 240 पी., ISBN 5-02-014087-2 (क्वांटम लायब्ररी, अंक 79), सर्क. 70500 प्रती

श्रेणी:

भौतिक कायदे
इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स

कुलॉम्बचा कायदा

कुलॉम्बचे टॉर्शन बार

कुलॉम्बचा कायदा- इलेक्ट्रोस्टॅटिक्सच्या मुख्य कायद्यांपैकी एक, जो थेट दोन अहिंसक बिंदू शुल्कांमधील शक्तीची तीव्रता निर्धारित करतो. प्रायोगिकदृष्ट्या, पुरेशा अचूकतेसह, कायदा हेन्री कॅव्हेंडिशने 1773 मध्ये प्रथम स्थापित केला होता. त्याने गोलाकार कॅपेसिटरच्या पद्धतीचा पराभव केला, परंतु त्याचे परिणाम प्रकाशित केले नाहीत. 1785 मध्ये चार्ल्स कुलॉम्ब यांनी विशेष टॉर्शन अटींच्या मदतीसाठी कायदा आणला.

नियुक्ती

व्हॅक्यूममधील दोन बिंदू अहिंसक शुल्क q 1 आणि q 2 मधील परस्पर क्रिया F 12 चे इलेक्ट्रोस्टॅटिक बल हे शुल्काच्या निरपेक्ष मूल्याशी थेट प्रमाणात असते आणि त्यांच्यामधील अंतर r 12 च्या वर्गाच्या प्रमाणात गुंडाळलेले असते. F 12 = k ⋅ q 1 ⋅ q 2 r 12 2 (\displaystyle F_(12)=k\cdot (\frac (q_(1)\cdot q_(2))(r_(12)^(2))) ),

वेक्टर फॉर्मसाठी:

F 12 = k ⋅ q 1 ⋅ q 2 r 12 3 r 12 (\displaystyle \mathbf (F_(12)) =k\cdot (\frac (q_(1)\cdot q_(2))(r_(12) ^(3)))\mathbf (r_(12)) ) ,

म्युच्युअल मोडॅलिटीचे बल एका सरळ रेषेत निर्देशित केले जाते, जे एका शुल्काच्या बरोबरीचे असते, शिवाय, त्याच वेळेचे शुल्क मिश्रित असतात, परंतु वेगळ्या पद्धतीने आकर्षित होतात. कुलॉम्बच्या नियमाद्वारे निर्धारित केलेले बल जोड असतात.

vikonannya साठी कायदा तयार करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून ते vikonuyutsya मन:

शुल्काचा मुद्दा - चार्ज केलेल्या बॉडी दरम्यान अधिक पाण्याने लोड केले जाऊ शकते.
शुल्काची अविनाशीता. उलट दिशेने, चुंबकीय क्षेत्र संकुचित होत असलेल्या चार्जवर पुनर्संचयित करणे आवश्यक आहे.
व्हॅक्यूममधील शुल्कांसाठी कायदा तयार केला आहे.

इलेक्ट्रोस्टॅटिक झाले आहे

आनुपातिकता गुणांक kमी इलेक्ट्रोस्टॅटिक स्टीलचे नाव देऊ शकतो. Vіn एकट्या vіd निवड मध्ये पडणे vimіryuvannya. तर, आंतरराष्ट्रीय प्रणालीमध्ये एक आहे (СІ)

K = 1 4 π ε 0 ≈ (\displaystyle k=(\frac (1)(4\pi \varepsilon _(0)))\ अंदाजे ) 8.987742438 109 N m2 C-2,

de ε 0 (\displaystyle \varepsilon _(0)) - इलेक्ट्रिक बनले. कुलॉम्बचा नियम पाहिला जाऊ शकतो:

F 12 = 1 4 π ε 0 q 1 q 2 r 12 3 r 12 (\displaystyle \mathbf (F) _(12)=(\frac (1)(4\pi \varepsilon _(0)))(\ frac (q_(1)q_(2))(r_(12)^(3)))\mathbf (r) _(12)) .

शेवटचा तास अद्ययावत करत आहे, एकट्या vimiryuvannya मुख्य प्रणाली SGS प्रणाली होती. वेगवेगळ्या CGS प्रणालींपैकी एक - गॉसियन सिस्टम ऑफ युनिट्सच्या विविध स्त्रोतांचा वापर करून बरेच शास्त्रीय भौतिक साहित्य लिहिले गेले आहे. तिचा एकच चार्ज अशा रँकमध्ये काढून घेतला गेला k=1, आणि Coulomb चा नियम असे दिसते:

F 12 = q 1 q 2 r 12 3 r 12 (\displaystyle \mathbf (F) _(12)=(\frac (q_(1)q_(2))((r)_(12)^(3) ))\mathbf (r) _(12)) .

कौलॉम्बच्या कायद्याचे समान दृश्य अणू प्रणालींमध्ये अद्वितीय असू शकते, जे क्वांटम रासायनिक संशोधनासाठी अणु भौतिकशास्त्रासाठी विजयी आहे.

मध्यभागी कुलॉम्बचा कायदा

मध्यभागी, शुल्कांमधील परस्परसंबंधांचे बल बदलते, ज्यामुळे ध्रुवीकरण दिसून येते. एकसंध समस्थानिक माध्यमासाठी, या माध्यमाच्या गुणोत्तर मूल्यातील बदलाला डायलेक्ट्रिक स्टील किंवा डायलेक्ट्रिक पेनिट्रेशन आणि ध्वनी म्हणजे ε ( \ displaystyle \ varepsilon ) म्हणतात. सिस्टीममध्ये कूलॉम्ब फोर्स СІ दिसू शकते

F 12 = 1 4 π ε ε 0 q 1 q 2 r 12 3 r 12 (\displaystyle \mathbf (F) _(12)=(\frac (1)(4\pi \varepsilon \varepsilon _(0)) )(\frac (q_(1)q_(2))(r_(12)^(3)))\mathbf (r) _(12)) .

डायलेक्ट्रिक एकतेच्या अधिकाधिक जवळ होत आहे, म्हणून भविष्यात व्हॅक्यूमसाठी पुरेसे अचूकतेसह सूत्र जिंकणे शक्य आहे.

इतिहास

18 व्या शतकाच्या मध्यभागी वाचलेल्या लोकांद्वारे विद्युतीकृत शरीरांमधील परस्परसंबंध अंतराच्या चौरसाच्या समानुपातिकतेच्या समान कायद्याच्या अधीन आहे, अशा अनुमानांवर वारंवार चर्चा केली गेली. 1770 च्या दशकात, हेन्री कॅव्हेंडिशने प्रायोगिकरित्या शोधून काढला, परंतु त्याचे परिणाम प्रकाशित केले नाहीत आणि फक्त 19 व्या शतकात त्यांना त्याबद्दल माहिती झाली. कार्यक्रमानंतर आणि योगो आर्काइव्हजचे प्रकाशन. चार्ल्स कुलॉम्ब यांनी 1785 चा कायदा फ्रेंच अकादमी ऑफ सायन्सेसला सादर केलेल्या दोन आठवणींमध्ये प्रकाशित केला. 1835 मध्ये, कार्ल गॉसने कुलॉम्बच्या कायद्यावर आधारित गॉस प्रमेय प्रकाशित केला. गॉस प्रमेय लक्षात घेता, कुलॉम्बचा कायदा इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या मुख्य समानतेच्या आधी समाविष्ट आहे.

कायदा पुन्हा तपासत आहे

पृथ्वीवरील मनातील प्रयोगांदरम्यान मॅक्रोस्कोपिक दृश्यांसाठी, जे कॅव्हेंडिश पद्धत वापरून केले गेले होते, पदवीचे सूचक आरकुलॉम्बच्या नियमानुसार, 6 10−16 ने 2 मोठ्या लोअरमध्ये बदलणे अशक्य आहे. अल्फा कणांच्या विस्ताराच्या प्रयोगांवरून असे दिसून येते की कुलॉम्बचा नियम 10−14 मीटरपर्यंत मोडत नाही. प्रशस्त स्केलच्या या प्रदेशात, क्वांटम मेकॅनिक्सचे नियम विकसित केले जातात.

कूलॉम्बचा कायदा क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या शेवटच्या उदाहरणांपैकी एक मानला जाऊ शकतो, ज्याच्या फ्रेमवर्कमध्ये चार्जिंग फ्रिक्वेन्सीचा परस्परसंवाद आभासी फोटॉनच्या एक्सचेंजवर आधारित असतो. याचा परिणाम म्हणून, क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या पुनर्पडताळणीचे प्रयोग कूलॉम्बच्या कायद्याच्या पुनर्पडताळणीचा पुरावा म्हणून घेतले जाऊ शकतात. तर, इलेक्ट्रॉन आणि पॉझिट्रॉनच्या उच्चाटनावरील प्रयोगांवरून असे दिसून येते की क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सचे नियम 10−18 मीटर अंतरापर्यंत बदलता येत नाहीत.

दिव. तसेच

गौसचे प्रमेय
लॉरेन्ट्झ फोर्स

ढेरेला

गोंचारेन्को एस. यू.भौतिकशास्त्र: मूलभूत कायदे आणि सूत्रे. - के. : लिबिड, 1996. - 47 पी.
कुचेरुक आय. एम., गोर्बचुक आय. टी., लुत्सिक पी. पी.वीज आणि चुंबकत्व // भौतिकशास्त्राचा झगल्नी अभ्यासक्रम. - के. : तहनिका, 2006. - टी. 2. - 456 पी.
फ्रिश S. E., Timoreva A. V.इलेक्ट्रिकल आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक घटना // जागतिक भौतिकशास्त्राचा कोर्स. - के.: रेडियन्स्का स्कूल, 1953. - टी. 2. - 496 पी.
भौतिक विश्वकोश / एड. ए.एम. प्रोखोरोवा. - एम.: सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया, 1990. - टी. 2. - 703 पी.
शिवुखिन डी.व्ही.विद्युत // भौतिकशास्त्राचा सामान्य अभ्यासक्रम. - एम. : फिजमॅटलिट, 2009. - टी. 3. - 656 पी.

नोट्स

a b कौलॉम्बचा नियम रुहोमी शुल्कासाठी अंदाजे लावला जाऊ शकतो, कारण त्यांचा हलकापणा प्रकाशाच्या हलकेपणापेक्षा अधिक समृद्ध आहे.
a b Y -- Coulomb (1785a) "Premier memoire sur l'électricité et le magnétisme," , पृष्ठे 569-577 -- एक-शॉट चार्जेसची शक्ती असलेले लटकन:
पृष्ठ 574: Il résulte donc de ces trois essais, que l "action répulsive que les deux balles électrifées de la même nature d" électricité exercent l "une sur l" autre, suit la raison inverse du carrédes दूरी.

भाषांतर: तसेच, या triokh doslіdіv sіduє मधून, समान स्वरूपाच्या विजेने चार्ज केलेल्या दोन विद्युतीकृत कॉइल्समधील scho पॉवर vіdshtovhuvannya, समानुपातिकतेच्या नियमानुसार, vіdstani च्या चौरसाकडे वळले..
Y -- Coulomb (1785b) "सेकंड मेमोअर sur l'électricité et le magnétisme," हिस्टोअर डी ल'अकादमी रॉयल डेस सायन्सेस, पृष्ठे 578-611. - पेंडंटने दर्शविले की विरुद्ध शुल्कातील शरीरे अग्नि-प्रमाणित बलाच्या बलाने आकर्षित होतात.
मनाचे असे वाजवीपणे संकुचित करण्यायोग्य सूत्र निवडा, की आंतरराष्ट्रीय प्रणालीमध्ये मूलभूत एकक हे विद्युत शुल्क नसून विद्युत प्रवाहाच्या अँपिअरच्या शक्तीचे एकक आहे, परंतु इलेक्ट्रोडायनामिक्सचे मुख्य समानीकरण गुणक 4 π ( \ शिवाय लिहिलेले आहे. डिस्प्लेस्टाइल 4 \ pi )

कुलॉम्बचा कायदा

इरिना रुडरफर

कुलॉम्बचा नियम हा पॉइंट इलेक्ट्रिक चार्जेसच्या परस्परसंवादाचा नियम आहे.

1785 मध्ये कुलॉम्बने याचा शोध लावला. धातूच्या गोळ्यांवर मोठ्या प्रमाणात प्रयोग केल्यानंतर, चार्ल्स कुलॉम्ब यांनी कायद्याचे पुढील सूत्र दिले:

व्हॅक्यूममधील दोन बिंदू गतिहीन चार्ज केलेल्या शरीरांच्या परस्परसंवादाचे बल हे चार्जेस जोडणाऱ्या सरळ रेषेने निर्देशित केले जाते, चार्ज मॉड्यूल्सच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते.
हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की कायदा सत्य असण्यासाठी, हे आवश्यक आहे:
1. पॉइंट चार्जेस - म्हणजेच चार्ज केलेल्या शरीरांमधील अंतर त्यांच्या आकारापेक्षा खूप मोठे आहे.
2. त्यांची अचलता. अन्यथा, अतिरिक्त प्रभाव विचारात घेणे आधीच आवश्यक आहे: फिरत्या चार्जचे उदयोन्मुख चुंबकीय क्षेत्र आणि संबंधित अतिरिक्त लॉरेन्ट्झ बल दुसर्‍या फिरत्या चार्जवर कार्य करते.
3. व्हॅक्यूममध्ये परस्परसंवाद.
तथापि, काही ऍडजस्टमेंटसह, कायदा एका माध्यमातील शुल्काच्या परस्परसंवादासाठी आणि हलत्या शुल्कांसाठी देखील वैध आहे.

जेथे F1,2 हे बल आहे ज्यासह चार्ज 1 चार्ज 2 वर कार्य करतो; q1, q2 - शुल्काची परिमाण; - त्रिज्या वेक्टर (चार्ज 1 पासून चार्ज 2 पर्यंत निर्देशित केलेला सदिश, आणि समान, मॉड्यूलसमध्ये, शुल्कांमधील अंतरापर्यंत - r12); k - आनुपातिकतेचे गुणांक. अशाप्रकारे, कायदा असे सूचित करतो की जसे शुल्क मागे घेतात (आणि शुल्क आकर्षित करण्यापेक्षा वेगळे).

लोकर विरुद्ध इस्त्री करू नका!

हजारो वर्षांपासून विजेच्या अस्तित्वाविषयी माहिती असताना, 18 व्या शतकातच मानवाने वैज्ञानिकदृष्ट्या त्याचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली. (हे मनोरंजक आहे की त्या काळातील शास्त्रज्ञांनी, ज्यांनी ही समस्या घेतली, विजेला भौतिकशास्त्रापेक्षा वेगळे विज्ञान म्हणून ओळखले आणि स्वत: ला "इलेक्ट्रिशियन" म्हटले.) विजेच्या अग्रगण्य प्रवर्तकांपैकी एक होते चार्ल्स ऑगस्टिन डी कुलॉम्ब. विविध इलेक्ट्रोस्टॅटिक चार्जेस असलेल्या शरीरांमधील परस्परसंवादाच्या शक्तींचा बारकाईने अभ्यास केल्यावर, त्याने आता त्याचे नाव धारण करणारा कायदा तयार केला. मूलभूतपणे, त्याने त्याचे प्रयोग खालीलप्रमाणे केले: विविध इलेक्ट्रोस्टॅटिक शुल्क सर्वात पातळ धाग्यांवर निलंबित केलेल्या दोन लहान चेंडूंवर हस्तांतरित केले गेले, त्यानंतर बॉलसह निलंबन जवळ आले. पुरेशा दृष्टीकोनातून, गोळे एकमेकांना आकर्षित करू लागले (विद्युत शुल्काच्या विरुद्ध ध्रुवीयतेसह) किंवा मागे टाकू लागले (एकध्रुवीय शुल्काच्या बाबतीत). परिणामी, तंतू उभ्यापासून एका पुरेशा मोठ्या कोनाने विचलित झाले ज्यावर इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण किंवा प्रतिकर्षणाची शक्ती पृथ्वीच्या आकर्षणाच्या शक्तींद्वारे संतुलित होते. विक्षेपण कोन मोजल्यानंतर आणि बॉल्सचे वस्तुमान आणि निलंबनाची लांबी जाणून घेतल्यावर, कूलॉम्बने एकमेकांपासून बॉल्सच्या वेगवेगळ्या अंतरावर इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवादाच्या शक्तींची गणना केली आणि या डेटाच्या आधारे, एक अनुभवजन्य सूत्र प्राप्त केले:

जेथे Q आणि q हे इलेक्ट्रोस्टॅटिक शुल्कांचे परिमाण आहेत, D हे त्यांच्यातील अंतर आहे आणि k हा प्रायोगिकरित्या निर्धारित केलेला कुलॉम्बचा स्थिरांक आहे.

आपण दोन दाखवू मनोरंजक क्षण Coulomb च्या कायद्यात. प्रथम, त्याच्या गणिती स्वरूपात, न्यूटनच्या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमाची पुनरावृत्ती होते, जर उत्तरार्धात आपण वस्तुमानाच्या जागी शुल्क आकारले आणि न्यूटनचा स्थिरांक कुलॉम्बच्या स्थिरांकाने बदलला. आणि या समानतेसाठी चांगली कारणे आहेत. आधुनिक क्वांटम फील्ड सिद्धांतानुसार, विद्युत आणि गुरुत्वाकर्षण दोन्ही क्षेत्रे उद्भवतात जेव्हा भौतिक शरीर प्राथमिक कण-ऊर्जा वाहकांची देवाणघेवाण करतात, उर्वरित वस्तुमान नसलेले - फोटॉन किंवा गुरुत्वाकर्षण, अनुक्रमे. अशाप्रकारे, गुरुत्वाकर्षण आणि विजेच्या स्वरूपामध्ये स्पष्ट फरक असूनही, या दोन शक्तींमध्ये बरेच साम्य आहे.

दुसरी महत्त्वाची टिप्पणी कूलॉम्ब स्थिरांकाशी संबंधित आहे. जेव्हा स्कॉटिश सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ जेम्स क्लार्क मॅक्सवेलने मॅक्सवेलची समीकरणांची प्रणाली काढली सामान्य वर्णनइलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड, असे दिसून आले की कुलॉम्ब स्थिरांक थेट प्रकाशाच्या गतीशी संबंधित आहे c. शेवटी, अल्बर्ट आइनस्टाइनने दाखवून दिले की सापेक्षतेच्या सिद्धांताच्या चौकटीत c ही मूलभूत जग स्थिरतेची भूमिका बजावते. अशा प्रकारे हे सर्वात अमूर्त आणि सार्वत्रिक सिद्धांत कसे शोधले जाऊ शकतात आधुनिक विज्ञानडेस्कटॉप भौतिक प्रयोगांच्या आधारे काढलेल्या सोप्या निष्कर्षांसह प्रारंभ करून, पूर्वी प्राप्त केलेले परिणाम आत्मसात करून हळूहळू विकसित केले गेले.
http://elementy.ru/trefil/coulomb_law
http://www.fieldphysics.ru/coulombs_law/
http://www.vnz.ru/spravki/zakon-Kulona.html

कूलॉम्बचा नियम चार्ज केलेल्या शरीरांच्या परस्परसंवादाचे परिमाणात्मक वर्णन करतो. हा एक मूलभूत नियम आहे, जो प्रयोगाद्वारे स्थापित केला जातो आणि निसर्गाच्या इतर कोणत्याही नियमांचे पालन करत नाही. हे व्हॅक्यूममध्ये स्थिर बिंदू शुल्कासाठी तयार केले जाते. प्रत्यक्षात, पॉइंट चार्जेस अस्तित्वात नाहीत, परंतु अशा शुल्कांचा विचार केला जाऊ शकतो, ज्याचे परिमाण त्यांच्यामधील अंतरापेक्षा खूपच लहान आहेत. हवेतील परस्परसंवादाची शक्ती व्हॅक्यूममधील परस्परसंवादाच्या शक्तीइतकीच असते (ते एक हजारव्या भागापेक्षा कमी असते).

इलेक्ट्रिक चार्जइलेक्ट्रोमॅग्नेटिक बल परस्परसंवादामध्ये प्रवेश करण्यासाठी कण किंवा शरीराच्या गुणधर्माचे वैशिष्ट्य दर्शवणारे भौतिक प्रमाण आहे.

1785 मध्ये फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ सी. कुलॉम्ब यांनी निश्चित शुल्कांच्या परस्परसंवादाचा नियम प्रथम शोधला. कुलॉम्बच्या प्रयोगांनी बॉल्समधील परस्परसंवाद मोजला ज्यांचे परिमाण त्यांच्यामधील अंतरापेक्षा खूपच लहान आहेत. अशा चार्ज केलेले शरीर म्हणतात बिंदू शुल्क.

असंख्य प्रयोगांच्या आधारे, कुलॉम्बने खालील कायदा स्थापित केला:

व्हॅक्यूममधील दोन स्थिर बिंदू विद्युत शुल्कांच्या परस्परसंवादाचे बल त्यांच्या मॉड्यूल्सच्या उत्पादनाच्या थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते. हे चार्जेस जोडणाऱ्या सरळ रेषेने निर्देशित केले जाते आणि जर चार्जेस विरुद्ध असतील तर ते एक आकर्षक बल असते आणि जर चार्ज समान नावाचे असतील तर ते एक तिरस्करणीय बल असते.

आम्ही चार्ज मॉड्यूल्स | म्हणून नियुक्त केल्यास q 1 | आणि | q 2 |, नंतर Coulomb चा नियम खालील फॉर्ममध्ये लिहिला जाऊ शकतो:

\[ F = k \cdot \dfrac(\left|q_1 \right| \cdot \left|q_2 \right|)(r^2) \]

कौलॉम्बच्या कायद्यातील समानुपातिकता k चा गुणांक युनिट्सच्या प्रणालीच्या निवडीवर अवलंबून असतो.

\[ k=\frac(1)(4\pi \varepsilon _0) \]

कुलॉम्बच्या कायद्याचे संपूर्ण सूत्र:

\[ F = \dfrac(\left|q_1 \right|\left|q_2 \right|)(4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon r^2) \]

\(F\) - कुलॉम्ब स्ट्रेंथ

\(q_1 q_2 \) - शरीराचा विद्युत चार्ज

\(r \) - शुल्कांमधील अंतर

\(\varepsilon_0 = 8.85*10^(-12) \)- विद्युत स्थिरांक

\(\varepsilon \) - माध्यमाचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक

\(k = 9*10^9 \) - कूलॉम्बच्या कायद्यातील समानुपातिकतेचे गुणांक

परस्पर क्रिया शक्ती न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमाचे पालन करतात: \(\vec(F)_(12)=\vec(F)_(21) \). ते समान शुल्काची चिन्हे असलेली तिरस्करणीय शक्ती आणि भिन्न चिन्हे असलेली आकर्षक शक्ती आहेत.

इलेक्ट्रिक चार्ज सहसा q किंवा Q या अक्षरांनी दर्शविला जातो.

सर्व ज्ञात प्रायोगिक तथ्यांची संपूर्णता आम्हाला खालील निष्कर्ष काढण्याची परवानगी देते:

पारंपारिकपणे सकारात्मक आणि नकारात्मक असे दोन प्रकारचे विद्युत शुल्क आहेत.

शुल्क एका शरीरातून दुसर्‍या शरीरात हस्तांतरित केले जाऊ शकते (उदाहरणार्थ, थेट संपर्काद्वारे). शरीराच्या वस्तुमानाच्या विपरीत, इलेक्ट्रिक चार्ज हे दिलेल्या शरीराचे मूळ वैशिष्ट्य नाही. वेगवेगळ्या परिस्थितीत समान शरीरावर भिन्न चार्ज असू शकतो.

जसे शुल्क मागे टाकते, उलट शुल्क आकर्षित करतात. हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक बल आणि गुरुत्वाकर्षण यांच्यातील मूलभूत फरक देखील दर्शवते. गुरुत्वाकर्षण शक्ती नेहमीच आकर्षणाची शक्ती असतात.

स्थिर विद्युत शुल्काच्या परस्परसंवादाला इलेक्ट्रोस्टॅटिक किंवा कुलॉम्ब परस्परसंवाद म्हणतात. कुलॉम्ब परस्परसंवादाचा अभ्यास करणार्‍या इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या विभागाला इलेक्ट्रोस्टॅटिक्स म्हणतात.

पॉइंट चार्ज केलेल्या बॉडीसाठी कुलॉम्बचा कायदा वैध आहे. व्यवहारात, चार्ज केलेल्या बॉडीची परिमाणे त्यांच्यामधील अंतरापेक्षा खूपच लहान असल्यास कुलॉम्बचा नियम समाधानी आहे.

लक्षात घ्या की कुलॉम्बच्या कायद्याची पूर्तता होण्यासाठी, 3 अटी आवश्यक आहेत:

पॉइंट चार्जेस- म्हणजे, चार्ज केलेल्या शरीरांमधील अंतर त्यांच्या आकारापेक्षा खूप जास्त आहे.
शुल्काची स्थिरता. अन्यथा, अतिरिक्त प्रभाव लागू होतात: फिरत्या चार्जचे चुंबकीय क्षेत्र आणि संबंधित अतिरिक्त लॉरेन्ट्झ बल दुसर्‍या फिरत्या चार्जवर कार्य करते.
व्हॅक्यूममधील शुल्काचा परस्परसंवाद.

इंटरनॅशनल एसआय सिस्टीममध्ये, कुलॉम्ब (सी) चार्जचे एकक म्हणून घेतले जाते.

पेंडंट हा एक चार्ज आहे जो कंडक्टरच्या क्रॉस सेक्शनमधून 1 ए च्या वर्तमान ताकदीने 1 सेकंदात जातो. SI मधील विद्युत् प्रवाह (अँपिअर) चे एकक, लांबी, वेळ आणि वस्तुमान यांच्या एककांसह, मापनाचे मुख्य एकक आहे.

तुमच्या ब्राउझरमध्ये Javascript अक्षम आहे.
गणना करण्यासाठी ActiveX नियंत्रणे सक्षम करणे आवश्यक आहे!

उदाहरण १

एक कार्य

चार्ज केलेला चेंडू नेमका त्याच चार्ज न केलेल्या चेंडूच्या संपर्कात येतो. \(r \u003d 15\) सेमी अंतरावर असल्याने, गोळे बल\(F \u003d 1\) mN ने मागे टाकतात. चार्ज केलेल्या बॉलचा प्रारंभिक चार्ज किती होता?

उपाय

संपर्क केल्यावर, शुल्क अर्ध्यामध्ये विभागले जाईल (गोळे समान आहेत) या परस्परसंवाद शक्तीच्या आधारावर, आम्ही संपर्कानंतर बॉलचे शुल्क निर्धारित करू शकतो (हे विसरू नका की सर्व प्रमाण SI युनिट्समध्ये प्रस्तुत केले जाणे आवश्यक आहे - \ (F \u003d 10 ^ (-3) \) H, \ ( r = 0.15 \) m):

\(F = \dfrac(k\cdot q^2)(r^2) , q^2 = \dfrac(F\cdot r^2)(k) \)

\(k=\dfrac(1)(4\cdot \pi \cdot \varepsilon _0) = 9\cdot 10^9 \)

\(q=\sqrt(\dfrac(f\cdot r^2)(k)) = \sqrt(\dfrac(10^(-3)\cdot (0.15)^2 )(9\cdot 10^9) ) = 5\cdot 10^8 \)

मग, संपर्कापूर्वी, चार्ज केलेल्या बॉलचा चार्ज दुप्पट होता: \(q_1=2\cdot 5\cdot 10^(-8)=10^(-7) \)

उत्तर द्या

\(q_1=10^(-7)=10\cdot 10^(-6) \) C, किंवा 10 µC.

उदाहरण २

एक कार्य

प्रत्येकी 0.1 ग्रॅम वजनाचे दोन एकसारखे छोटे गोळे लांबीच्या गैर-वाहक धाग्यांवर निलंबित केले जातात \(\displaystyle(\ell = 1\,(\text(m))) \)एका बिंदूपर्यंत. चेंडूंना समान शुल्क \(\displaystyle(q)\) दिल्यानंतर, ते काही अंतरावर पसरले. \(\displaystyle(r=9\,(\text(cm))) \). हवा परवानगी \(\displaystyle(\varepsilon=1)\). चेंडूंचे शुल्क निश्चित करा.

डेटा

\(\displaystyle(m=0,1\,(\text(r))=10^(-4)\,(\text(kg))) \)

\(\displaystyle(\ell=1\,(\text(m))) \)

\(\displaystyle(r=9\,(\text(cm))=9\cdot 10^(-2)\,(\text(m))) \)

\(\displaystyle(\varepsilon = 1) \)

\(\displaystyle(q) - ?\)

उपाय

बॉल एकसमान असल्याने, प्रत्येक चेंडूवर समान शक्ती कार्य करतात: गुरुत्वाकर्षण बल \(\displaystyle(m \vec g) \), धाग्याच्या ताणाचे बल \(\displaystyle(\vec T) \) आणि कूलॉम्ब परस्परसंवादाचे बल (प्रतिकार) \( \displaystyle(\vec F) \). आकृती एका चेंडूवर कार्य करणारी शक्ती दर्शवते. चेंडू समतोल स्थितीत असल्याने, त्यावर क्रिया करणार्‍या सर्व बलांची बेरीज 0 आहे. तसेच, \(\displaystyle(OX) \) आणि \(\displaystyle(OY) \) अक्षावरील बलांच्या अंदाजांची बेरीज ० आहे:

\(\begin(समीकरण) ((\mbox(प्रति अक्ष)) (OX) : \atop ( \mbox( प्रति अक्ष)) (OY) : )\quad \left\(\begin(array)(ll) F-T \sin(\alpha) & =0 \\ T\cos(\alpha)-mg & =0 \end(array)\right.\quad(\text(or))\quad \left\(\begin(array) )(ll) T\sin(\alpha) & =F \\ T\cos(\alpha) & = mg \end(array)\right. \end(समीकरण) \)

ही समीकरणे एकत्र सोडवू. पहिल्या समानता पदाला दुस-याने टर्मद्वारे विभाजित केल्यास, आम्हाला मिळते:

\(\begin(समीकरण) (\mbox(tg)\,)= (F\over mg)\,. \end(समीकरण) \)

कोन \(\displaystyle(\alpha) \) लहान असल्याने

\(\begin(समीकरण) (\mbox(tg)\,)\approx\sin(\alpha)=(r\over 2\ell)\,. \end(समीकरण) \)

मग अभिव्यक्ती फॉर्म घेईल:

\(\begin(समीकरण) (r\over 2\ell)=(F\over mg)\,. \end(समीकरण) \)

कुलॉम्बच्या नियमानुसार बल \(\displaystyle(F) \) आहे: \(\displaystyle(F=k(q^2\over\varepsilon r^2)) \). मूल्य \(\displaystyle(F) \) ला अभिव्यक्तीमध्ये बदला (52):

\(\begin(समीकरण) (r\over 2\ell)=(kq^2\over\varepsilon r^2 mg)\, \end(समीकरण) \)

जेथून आम्ही इच्छित शुल्क सामान्य स्वरूपात व्यक्त करतो:

\(\begin(equation) q=r\sqrt(r\varepsilon mg\over 2k\ell)\,. \end(समीकरण) \)

संख्यात्मक मूल्ये बदलल्यानंतर, आमच्याकडे असेल:

\(\begin(समीकरण) q= 9\cdot 10^(-2)\sqrt(9\cdot 10^(-2)\cdot 1 \cdot 10^(-4)\cdot 9,8\over 2\ cdot 9\cdot 10^9\cdot 1)\, ((\text(Q)))=6.36\cdot 10^(-9)\, ((\text(Q)))\,.\end(समीकरण )\)

गणना सूत्रासाठी परिमाण स्वतंत्रपणे तपासण्याचा प्रस्ताव आहे.

उत्तर: \(\displaystyle(q=6,36\cdot 10^(-9)\,(\text(K))\,.) \)

उत्तर द्या

\(\displaystyle(q=6,36\cdot 10^(-9)\,(\text(K))\,.) \)

उदाहरण ३

एक कार्य

पॉइंट चार्ज \(\displaystyle(q=6\,(\text(nCl))) \) अनंतापासून अंतरावर असलेल्या बिंदूवर हलवण्यासाठी कोणते काम केले पाहिजे \(\displaystyle(\ell = 10\,( \ text(cm))) \) धातूच्या चेंडूच्या पृष्ठभागावरून ज्याची क्षमता \(\displaystyle(\varphi_(\text(w))=200\,(\text(B)) \), आणि ज्याची त्रिज्या \(\displaystyle (R = 2\,(\text(cm))) \) आहे? फुगा हवेत आहे (गणना \(\displaystyle(\varepsilon=1) \)).

डेटा

\(\displaystyle(q=6\,(\text(nK))=6\cdot 10^(-9)\,(\text(K)) \)\(\displaystyle(\ell=10\, (\text(cm)) \)\(\displaystyle(\varphi_(\text(w))=200\,(\text(B))) \)\(\displaystyle(R=2\,(\) मजकूर(सेमी))) \) \(\displaystyle(\varepsilon = 1) \) \(\displaystyle(A) \) - ?

उपाय

संभाव्य \(\displaystyle(\varphi_1) \) बिंदूपासून संभाव्य \(\displaystyle(\varphi_2) \) बिंदूवर चार्ज हस्तांतरित करण्यासाठी जे कार्य करावे लागेल ते संभाव्य उर्जेतील बदलासारखे आहे. पॉइंट चार्जचे, विरुद्ध चिन्हासह घेतलेले:

\(\begin(समीकरण) A=-\Delta W_n\,. \end(समीकरण) \)

हे ज्ञात आहे की \(\displaystyle(A=-q(\varphi_2-\varphi_1) ) \) किंवा

\(\begin(समीकरण) A=q(\varphi_1-\varphi_2) \,. \end(समीकरण) \)

पॉइंट चार्ज सुरुवातीला अनंतावर असल्याने, फील्डच्या त्या बिंदूवरील संभाव्यता 0 आहे: \(\displaystyle(\varphi_1=0) \) .

शेवटच्या बिंदूवर संभाव्यता परिभाषित करू, म्हणजे \(\displaystyle(\varphi_2) \) .

\(\displaystyle(Q_(\text(w))) \) हा चेंडूचा चार्ज असू द्या. समस्येच्या स्थितीनुसार, चेंडूची संभाव्यता ज्ञात आहे (\(\displaystyle(\varphi_(\text(w))=200\,(\text(B))) \)), नंतर.

हे लक्षात घेणे महत्वाचे आहे की कायदा सत्य असण्यासाठी, हे आवश्यक आहे:

पॉइंट चार्जेस - म्हणजे चार्ज केलेल्या बॉडींमधील अंतर त्यांच्या आकारापेक्षा खूप जास्त आहे - तथापि, हे सिद्ध केले जाऊ शकते की गोलाकार सममितीय नॉन-इंटरसेटिंग स्पेसियल डिस्ट्रिब्यूशनसह दोन व्हॉल्यूमेट्रिकली वितरित शुल्कांच्या परस्परसंवादाचे बल त्यांच्या परस्परसंवादाच्या बलाइतके आहे. गोलाकार सममितीच्या केंद्रांवर स्थित दोन समतुल्य बिंदू शुल्क;

मध्ये संवाद पोकळी.

एटी SGSE युनिटचार्ज अशा प्रकारे निवडला जातो की गुणांक kएक समान आहे.

एटी इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स (SI)मूलभूत युनिट्सपैकी एक युनिट आहे विद्युत प्रवाह शक्ती अँपिअर, आणि शुल्काचे एकक आहे लटकनत्याचे व्युत्पन्न आहे. अँपिअरची व्याख्या अशा प्रकारे केली जाते k= c 2 10 −7 शुभ रात्री/ मी \u003d ८.९८७५५१७८७३६८१७६४ १० ९ एचमी 2 / cl 2 (किंवा Ф −1 मी). SI गुणांक मध्ये kअसे लिहिले आहे:

जेथे ≈ 8.854187817 10 −12 F/m - विद्युत स्थिरांक.

मेकअप. त्वचा आणि केसांची काळजी. मॅनिक्युअर

कुलॉम्बचा कायदा

Coulomb च्या कायद्याचे परिणाम

शोध इतिहास

शब्दरचना

डायलेक्ट्रिक माध्यमासाठी कुलॉम्बचे सूत्र

सैन्य कसे निर्देशित केले जातात?

सराव मध्ये अर्ज

कायदा

कुलॉम्बचा नियम आहे:

गुणांक k

क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये कुलॉम्बचा नियम

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या दृष्टिकोनातून कूलॉम्बचा नियम

कथा

कुलॉम्बचा नियम, सुपरपोझिशन तत्त्व आणि मॅक्सवेलची समीकरणे

कुलॉम्बच्या कायद्याच्या अचूकतेची पदवी

क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्समधील कुलॉम्बच्या कायद्यातील सुधारणा

कुलॉम्बचा कायदा आणि व्हॅक्यूम ध्रुवीकरण

युलिंग प्रभाव

कूलॉम्बचा नियम आणि सुपरहेवी न्यूक्ली

विज्ञानाच्या इतिहासात कुलॉम्बच्या कायद्याचा अर्थ

देखील पहा

दुवे

नोट्स

साहित्य

कुलॉम्बचा कायदा

नियुक्ती

इलेक्ट्रोस्टॅटिक झाले आहे

मध्यभागी कुलॉम्बचा कायदा

इतिहास

कायदा पुन्हा तपासत आहे

दिव. तसेच

ढेरेला

नोट्स

कुलॉम्बचा कायदा

उदाहरण १

उदाहरण २

उदाहरण ३

संबंधित लेख