库仑

作者:佚名 来源:物理频道 点击数: 发布时间:2004年07月22日

库仑

      库仑(G.A.Coulomb 1736-1806)法国物理学家。青年时代参过军,在西印度群岛服役后回到巴黎当了工程师,同时进行科学研究。那时准备在布列塔尼挖掘一条运河,于是海军部长委派库仑去进行勘察。库仑的勘察报告是不利于开挖运河的,结果触怒了一些很有权势的人。这些人编造了借口将库仑拘留。不久之后,布列塔尼政府发现了自己的错误,所以给了一笔很大的报酬作为补偿,但库仑仅仅只接受了一块秒表,留待以后的实验所用。
      开始时,库仑研究的是毛发,金属丝,石英丝的弹性,从而发现了金属丝的扭力的力矩与扭转角及直径的四次方成正比,而与长度成反比。在此基础上,他于1784年发明了扭秤,利用它可以测量十分微小的力和力矩,从而为测量两电荷间的力提供了必要的装备。
      首先,他利用这台扭秤(高中物理课本上曾介绍了其构造)。该装置用的是一根非常细的银丝,每英尺长仅重克林,这根银丝转过36°角时产生的扭力仅为克林,可见这台扭秤的灵敏度是很高的。
      1785年他提出的实验报告中,记录了如下的结果:当两个带同号电的小球相距8.5°时,悬丝扭角为576°;相距18°时,扭角为144°;相距为36°时,扭角为36°,根据他的实验结果,他得出《电的基本定律》为:“带同性电的两球之间的斥力,与该两球中心之间的距离的平方成反比。”
      在测定带异号电体的吸引力作用力时,他颇费了一番心思。他类比了地球表面附近的单摆周期与重力有关这一事实,他使用了一个直径为一英尺的铜球(或锡纸包的纸板球),再用一根蚕丝悬吊一个用绝缘材料制成的细针,一端装一小块圆形金器,另一端加配重。悬吊后与铜球过球心的平面同高。使铜球与金箔带异号电,金箔因受引力而摆动,当金箔距球心九英寸时摆动15次需时20秒;当金箔距球心十八英寸时,摆动15次需时41秒;当金箔距球心二十四英寸时,摆动15次需时60秒。如按电荷间作用引力亦为平方反比,其结果应为20秒、40秒、54秒。现实验结果为20秒、41秒、60秒。第三次中存在较大误差,库仑分析是因实验时间较长,漏电所致。如考虑这一因素,第三次的予期值应为57秒。于是,库仑得出:“正电与负电的相互吸引力,是与其距离的平方成反比的。”
      在同一分报告中,库仑还提出了两个磁极间的相互作用力的定律。
      库仑所提出的定律,是电学中的第一个基本定律,在电学中起着基石作用。所以时至今日仍有大批科学家在从事有关平方反比的研究。1971年的实验证实,电力的负幂指数与2 的差值不会大于3.0×10-16.
    库仑还曾研究了滑动摩擦力的大小,指出它“有赖于接触材料的性质及它们的润滑性和有赖于表面所遇到的压力。”

 


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