法国物理学家库仑

查利·奥古斯丁·库仑于 1736 年 6 月 14 日生于法国盎古莱姆城。青少年时期,受到过良好的学校教育。中学毕业后,进入美西也尔工程学校读书, 这所学校对理论知识和应用知识都很重视。离开学校后,就到军队里负责建筑军事要塞的工作。后来,他被派到法国的殖民地西印度群岛的马提尼克岛工作了 9 年,1776 年,因病返回法国。

库仑在军队中多年从事的是军事建筑工作,同时也进行了大量的科学研究工作。因病复员后回到法国便立即投入到科研工作之中,并在多方面获得重要成果,1781 年当选为法国科学院院士。库仑定律只是他研究成果中的一个部分。

大家知道,两个带电体之间存在着静电力的作用。当两个带电体带有相同电荷时,表现为静电斥力;而带有异号电荷时,它们表现为静电引力。但是,你是否知道这两个带电体引力(斥力)的大小呢?要回答这个问题就不那么简单了。库仑于 1777 年创制了扭秤,利用这个扭秤

在1785年发现了库仑定律。它的表示式为:f = q1 ·q2

εr 2

(f称为库仑力)即

两个静止点电荷间的作用力与它们的电量 q1 和 q2 的乘积成正比,与它们之间距 r 的平方成反比,ε为电荷所在介质的介电常数。力的方向沿着电荷的连线,电荷同号时表现为斥力,异号时表现为引力。这个定律奠定了静电学的基础。

库仑所制的扭秤如图所示:(见左图)

秤的外壳是一个圆柱形的玻璃筒,下端是一个较大的圆桶,两个小球就在此桶内相互作用,悬丝是一根很细的银丝,银丝的下端与一对平衡的小球连结。上端为一个可以旋转并标有角度读数的悬头。在开始做实验时,库仑先使小球 ab 带电,则此时作用在小球 a 上的静电力会使悬丝扭转。库仑为了使两电荷保持在实验时所需要的特定距离,他将悬头转过一个角度θ,以抵消悬丝的扭转效应。这时,角度θ就是作用在电荷 a 上力的相对量度。库仑

在第一阶段总结出实验结果:F∝ 1

r 2

这里F是作用在a和b两个电荷中任一电

荷上力的大小,r 是 a 和 b 间的距离。后来库仑又进一步改进了上述实验, 他制作了两个完全相同的导体球:一个带电,一个不带电。如果让此两球相接触,则原来的电荷必然平均分配在两个球上。

用这样的方法,库仑把原来的关系式推广为:F∝ q1·q 2 上式就是现在我们

r 2

物理教科书上学到的库仑定律的表示形式,只要写上比例系数 K 就可以列出等号了。

F = K q1·q 2

r 2

库仑在 1785~1789 年,他以高度精湛的实验技术和技巧对电荷间的作用力作了一系列的研究,连续在皇家科学院备忘录中发表了一系列电学论文: “扭秤”、“电摆”、“电荷分布情况”。⋯⋯

库仑为人耿直,品质高尚。托马斯·杨称赞库仑的道德品质如同他的电学研究一样是出色的。