Undang-undang Coulomb • James Trefil, Ensiklopedia "Dua ratus hukum alam semesta"

Undang-undang Coulomb

Fenomena tarikan elektrostatik bahkan sebelum era kita diketahui oleh saintis Yunani purba. Mereka tahu, sebagai contoh, jika anda menggosok amber dengan rambut dan kucing kaca dengan sutera, maka terdapat gaya graviti di antara mereka. Di samping itu, mereka tahu bahawa dengan bantuan objek tersebut, anda boleh memaksa objek lain untuk mempengaruhi antara satu sama lain: contohnya, jika anda menyentuh ambar berelektrik ke dalam serbuk gabus, ia akan mengusir dari serbuk gabus lain yang tersentuh oleh amber, dan tertarik dengan serbuk, disentuh oleh kaca. Hari ini kita tahu bahawa tarikan dan penolakan seperti ini adalah manifestasi elektrik statik. Kita juga memerhatikan fenomena elektrostatik dalam kehidupan sehari-hari, ketika, misalnya, kita harus menanggalkan benda-benda yang baru dibasuh dan ditarik keluar dari pengering, atau ketika kita tidak dapat membersihkan rambut yang berkilauan dan harfiah.

Elektrostatik dalam pengertian moden bermula dengan kesedaran bahawa kelakuan sedemikian (tarikan atau penolakan), yang diperhatikan oleh orang Yunani purba, adalah akibat dari kewujudan dua jenis caj elektrik – positif dan negatif. Dalam atom, ia dipisahkan.Caj positif ditumpukan kepada nukleus atom – pembawa mereka adalah proton, dan elektron, yang merupakan pembawa caj negatif, terletak di sekitar nukleus (lihat Atom Bora). Idea pertama yang hanya terdapat dua jenis caj elektrik, dan hanya mereka yang bertanggungjawab untuk semua fenomena elektrostatik yang diamalkan oleh kami, sama seperti yang diterangkan di atas, dinyatakan oleh negarawan Amerika dan ahli sains Benjamin Franklin (Benjamin Franklin, 1706-1790). Untuk meletakkannya dalam bahasa moden, penalarannya adalah bahawa jika anda mengeluarkan beberapa elektron bercas negatif daripada bahan, ia akan tetap dikenakan secara positif, kerana dalam keadaan normal ia adalah cas negatif elektron yang mengimbangi caj positif nukleus. Jika elektron tambahan ditambah kepada bahan dalam keadaan biasa, ia akan memperolehi caj negatif.

Mengetahui kewujudan elektrik selama ribuan tahun, manusia memulakan kajian saintifiknya hanya pada abad XVIII. (Adalah menarik bahawa ahli sains zaman itu yang mengambil masalah ini sendiri memisahkan elektrik menjadi sains yang berasingan dari fizik, dan memanggil diri mereka sebagai "juruelektrik.") Charles August August de Coulon adalah salah satu penyiasat asal elektrik yang terkemuka.Dengan teliti mempelajari kekuatan interaksi antara badan yang membawa pelbagai caj elektrostatik, dia merumuskan undang-undang, yang kini menanggung namanya. Pada dasarnya, beliau menjalankan eksperimennya seperti berikut: pelbagai caj elektrostatik dipindahkan kepada dua bola kecil yang digantung pada benang nipis, dan selepas itu penggantungan dengan bola bergerak lebih dekat bersama-sama. Dengan pendekatan yang mencukupi, bola mula menarik satu sama lain (dengan sebaliknya kekutuban caj elektrik) atau ditolak (dalam kes caj unipolar). Akibatnya, filamen menyimpang dari menegak pada sudut yang cukup besar di mana daya-daya daya tarikan elektrostatik atau penolakan seimbang oleh daya graviti. Mengukur sudut pesongan dan mengetahui jisim bola dan panjang penggantungan, Coulomb mengira daya interaksi elektrostatik pada jarak yang berbeza dari bola antara satu sama lain dan berdasarkan data ini diperolehi formula empirik:

F = kQq/D2

di mana Q dan q –caj elektrostatik, D – jarak antara mereka juga k – ditentukan secara eksperimen Pemalar Coulomb.

Segera, kita perhatikan dua perkara menarik dalam undang-undang Coulomb.Pertama sekali, dalam bentuk matematiknya, ia mengulangi undang-undang kebelakangan dunia Newton, jika kita menggantikan jisim di kedua dengan tuduhan, dan pemalar Newton, oleh pemalar Coulomb. Dan ada sebab untuk persamaan ini. Mengikut teori medan kuantum moden, kedua-dua medan elektrik dan graviti timbul apabila badan-badan fizikal bertukar-tukar dengan satu sama lain pengangkut zarah-elementer yang lain tanpa jisim rehat. foton atau graviti masing-masing. Oleh itu, walaupun perbezaan yang jelas dalam sifat graviti dan elektrik, kedua-dua pasukan mempunyai banyak persamaan.

Titik penting kedua merangkumi pemalar Coulomb. Apabila ahli fizik teori Scottish James Clark Maxwell memperoleh sistem persamaan Maxwell untuk penerangan umum bidang elektromagnet, ternyata bahawa pemalar Coulomb secara langsung berkaitan dengan kelajuan cahaya c. Akhirnya, Albert Einstein menunjukkannya dengan memainkan peranan sebagai pemalar dunia asas dalam rangka teori relativiti. Oleh itu, adalah mungkin untuk mengesan bagaimana teori-teori ilmu yang paling abstrak dan sejagat sains moden berkembang secara berperingkat-peringkat, menyerap hasil yang diperoleh sebelumnya, bermula dengan kesimpulan mudah,dibuat berdasarkan eksperimen fizikal desktop.

Lihat juga:

1813Teorema Gauss
1864Persamaan Maxwell
1879Kesan Dewan

Charles Augustin de Coulomb
Charles Augustin de Coulomb, 1736-1806

Jurutera dan fizik Perancis. Dilahirkan di bandar Angouleme di wilayah keluarga bangsawan berpengaruh. Coulon mendedikasikan sebahagian besar hidupnya untuk kejuruteraan ketenteraan. Selepas bersara pada akhir perkhidmatan kejuruteraan ketenteraan, di mana beliau terlibat dalam pembinaan terusan dan kubu-kubu di Perancis dan jajahannya di wilayah Caribbean, beliau telah ditugaskan ke Paris sebagai perunding, meninggalkan dia cukup masa dan tenaga untuk memulakan kerjaya saintifik. Sebagai tambahan kepada fenomena elektrostatik dan kemagnetan, saintis secara eksperimen menyelidiki undang-undang geseran, dan juga mengembangkan konsep beban paksi linear, yang masih digunakan dalam reka bentuk kejuruteraan pembinaan untuk mengira daya yang bertindak dalam arah yang berbeza dari menegak ke pelbagai unsur bangunan (contohnya, dari sisi bumbung ke dinding). Dalam penghormatannya, unit SI kuantiti elektrik dipanggil loket.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: