قانون کولن: تفاوت بین نسخه‌ها

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
(میدان الکتریکی)
سطر ۲۷: سطر ۲۷:
  
  
[[پرونده:Coulombs.png|center|frame|نمایش تصویری قانون کولن.]]
+
[[پرونده:Coulombs.png|center|frame|نمایش تصویری قانون کولن.|راست|قاب]]
  
 
== شباهت‌های الکترو استاتیکی ==
 
== شباهت‌های الکترو استاتیکی ==

نسخهٔ ‏۲۰ ژوئن ۲۰۱۲، ساعت ۰۷:۱۸

قانون کولن یا قانون کولمب یک قانون فیزیک است که واکنش‌های الکتروستاتیکی میان بارهای نقطه‌ای را توصیف می‌کند این قانون نخستین بار در سال ۱۷۸۳ توسط فیزیکدان فرانسوی چارلز آگوستین کولن منتشر شد و منجر به گسترش نظریه الکترومغناطیس شد. این در حالی است که رابطهٔ نیروی الکتریکی و فاصله (از نوع نیروهای عکس مجذوری) قبلاً توسط جوزف پریستلی کشف شده بود و رابطه بین فاصله و بار الکتریکی توسط هنری کاوندیش بیان شده بود که همهٔ این‌ها قبل از کارهای کولن بوده‌است.

قانون کولن از دیدگاه عددی (اسکالر) به شکل زیر بیان می‌شود:

'بزرگی نیروی میان دو بار نقطه‌ای به طور مستقیم به بزرگی هر یک از بارها بستگی داشته و رابطهٔ عکس با مجذور فاصلهٔ میان دو بار دارد. '

بیان عددی

پرونده:CoulombsLaw.svg
نمایشی ساده از قانون کولن، بارها هم نام همدیگر را دفع می‌کنند و غیر همنام جذب.
پرونده:Bcoulomb.png
وسیلهٔ کولن برای آزمایش

شکل مکانیزم پایه‌ای قانون کولن را توصیف می‌کند که بارهای هم‌نام همدیگر را دفع و نا هم‌نام هم دیگر را جذب می‌کنند. شکل اسکالری قانون کولن تنها بزرگی نیروی بین دو بار الکتریکی را بیان می‌کند. اگر جهت مهم باشد پس شکل برداری نیز اهمیت می‌یابد بزرگی نیروی الکترواستاتیکی (F) از رابطه زیر بدست می‌آید:


که r فاصله بین دو بار و ke، ثابت تناسب است. یک نیروی مثبت جذب دو بار و یک نیروی منفی دافعه بین دو بار را بیان می‌کند. ثابت ke، ثابت کولن نامیده می‌شود (گاهی اوقات هم ثابت نیروی کولنی) که به شرایط محیط بستگی دارد و می‌توان آن را محاسبه کرد.

با محاسبه سرعت نور در خلا که m·s ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ و گذر دهی مغناطیسی μ۰ و دانستن ثابت گذر دهی خلا ε۰ در واحد cgs واحد بار که ۱۰-۱۲×۸٫۸۵۴۱۸۷۸۱۷ است ثابت نیروی کولنی ۱ می‌شود.

فرمول بیان می‌کند که بزرگی نیرو با بزرگی بارها رابطه مستقیم دارد و با مجذور فاصلهٔ آنها رابطه عکس دارد. قانون کولن همچنین می‌تواند در مقیاس اتمی نیز بیان شود که نیرو به بیان هارترس بر بوهر است بار به بیان بار اولیه و فاصله بر اساس فاصله بوهر می‌باشد.

میدان الکتریکی

میدان الکتریکی از قانون نیروی لورنتس حاصل می‌شود. بزرگی میدان الکتریکی که توسط یک بار نقطه‌ای (q)در فاصله(r) بدست می‌آید.


برای یک بار مثبت جهت میدان الکتریکی به صورت یک چشمه از امکان قرار گرفتن بار است در حالی که برای بار منفی در جهت مخالف است. واحد بار الکتریکی در اس‌آی ولت بر متر یا نیوتن بر کولن است.


شباهت‌های الکترو استاتیکی

در فرمول بندی اخیر، قانون کولن تنها برای حالتی برقرار است که بارها ساکن باشند و یا با سرعت‌های بسیار پایین حرکت کننداین شرایط منجر به شرایط الکتروستاتیکی می‌شود وقتی حرکت اتفاق می‌افتد میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که نیروی وارد بر اجسام را تغییر می‌دهد. بر هم کنش‌های مغناطیسی میان بارهای در حال حرکت اینگونه تصور می‌شودکه نیروهای میدان الکتروستاتیکی را آشکار می‌کند اما نظریه نسبیت انیشتین ما را به تعمق بیشتر وا می‌دارد.


جدول نتیجه گیری

Coulomb's law.png

منابع

ويكي پديا فارسي[۱]