قانون کولن

دانشنامه عمومی

قانون کولُن ( Coulomb Law ) ، یک قانون در فیزیک است که واکنش های الکتروستاتیکی میان بارهای نقطه ای را توصیف می کند. این قانون نخستین بار در سال ۱۷۸۳ توسط فیزیکدان فرانسوی شارل آگوستَن 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 این ها قبل از کارهای کولن بوده است. [ ۱] از قانون کولن می توان برای استخراج قانون گاوس استفاده کرد و برعکس
قانون کولن از دیدگاه عددی ( اسکالر ) به شکل زیر بیان می شود:
'بزرگی نیروی میان دو بار نقطه ای، به طور مستقیم به بزرگی هر یک از بارها بستگی داشته و رابطهٔ عکس با مجذور فاصلهٔ دو بار دارد. '[ ۲]
شکل پایه ای قانون کولن توصیف می کند که بارهای هم نام همدیگر را دفع، و بارهای ناهم نام همدیگر را جذب می کنند. شکل اسکالری قانون کولن تنها بزرگی نیروی بین دو بار الکتریکی نقطه ای را بیان می کند. بزرگی نیروی الکترواستاتیکی ( F ) از رابطه زیر به دست می آید:
که r فاصلهٔ دو بار و ke، ثابت تناسب است. [ ۳] نیروی مثبت، جاذبهٔ دو بار و نیروی منفی، دافعهٔ دو بار را بیان می کند. ثابت ke، ثابت کولن نامیده می شود که به شرایط محیط بستگی دارد و می توان آن را محاسبه کرد ( k = 8. 9879 × 10 9 N m 2 / c 2 ) . [ ۴]
باید توجه کرد که برای برقرار بودن رابطه قانون کولن، هر دو بار باید نقطه ای باشند یا به عبارت دیگر ابعاد آنها در مقایسه با فاصله آنها بسیار کوچک باشد. [ ۵]
با محاسبه سرعت نور در خلأ که m·s−۱ ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ و گذر دهی مغناطیسی μ۰ و دانستن ثابت گذر دهی خلأ ε۰ در واحد cgs واحد بار که ۱۲ - ۱۰×۸٫۸۵۴۱۸۷۸۱۷ است ثابت نیروی کولنی ۱ می شود. [ ۶]
فرمول بیان می کند که بزرگی نیرو با بزرگی بارها رابطه مستقیم دارد و با مجذور فاصلهٔ آنها رابطه عکس دارد. قانون کولن همچنین می تواند در مقیاس اتمی نیز بیان شود.
بزرگی میدان الکتریکی که توسط یک بار نقطه ای ( q ) در فاصله ( r ) به دست می آید، عبارتست از
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 میدان الکتریکی در اس آی ولت بر متر یا نیوتن بر کولن است.
عکس قانون کولنعکس قانون کولنعکس قانون کولنعکس قانون کولن
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

با سلام
بار الکتریکی چیست؟ آن چه چیزیست که الکترون ها و پروتون ها همیشه با خود حمل میکنند و زیر بار آن خسته نمی شوند؟ اما زمانیکه ذرات نام برده به هم می رسند و به نوترون تبدیل میشوند، بار خود را بصورت یک فوتون ( ذره یا موج نور ) از دست می دهند. طوریکه می دانیم کلمب از قانون جاذبه نیوتون اقتباس کرده و به فرمول بندی قانون خود دست یافته است. در جاذبه نیوتونی اجرام همدیگر را جذب می نمایند و در جاذبه و دافعه کلمبی بار های الکتریکی هم نام و غیر هم نام نقش بازی میکنند. از طرف دیگر می دانیم که انیشتین در فرمول جاذبه خود مفهوم نیرو را با مفهوم انحنای مکان و زمان جایگزین نموده است به این معنا که در پدیده جاذبه نیرویی در کار نیست بلکه شکل پذیری مکان و زمان توسط اجرام بصورت عمق و ارتفاع جاذبه را ایجاد میکند. بطور مثال جرم کره زمین مکان و زمان اطراف خود را به یک چاله یا گودال سه بعدی ( با در نظر گرفتن زمان: چهار بعدی ) تبدیل میکند که عمیق ترین نقطه آن مرکز زمین می باشد، بنا براین اجرام بلند شده از سطح زمین پس از رها شدن و عدم وجود مانع در سر راه آنان طبعا به زمین می افتند، یعنی سقوط آزاد از ارتفاع به عمق. حالا سوال این است که آیا الکترون ها و پروتون ها به عنوان اجرام مکان و زمان اطراف خود را مثل کرات آسمانی به چاله تبدیل میکنند و اگر جواب سوال مثبت باشد ( که انشاالله ) مثبت است، لذا چاله الکترونی و چاله پروتونی باید معکوس همدیگر باشند، یکی به سمت درون و باطن و دیگری به سوی بیرون و ظاهر. مثالا در چاله الکترونی مرکز مکان که همان مرکز جرم باشد در ارتفاع و نقاط محیط اعماق باشند و در چاله پروتونی مرکز عمق و محیط ارتفاع. در مورد چاله نوترون که از لحاظ بار خنثی می باشد عمق و ارتفاع مکانی و زمانی چطور است؟ آیا می توان از طریق فرمول بندی ریاضی نیروی کلُمب را هم زیر پوشش نسبیت عام و جاذبه انیشتین در آورد و نیروی الکتریکی را با انحنای مکانزمان جایگزین نمود و باعث آشتی ریاضیاتی مکانیک کوانتایئ و نسبیت عام شد؟ البته به این واقعیت هم توجه داشته باشیم که جرم پروتون تقریبا دو هزار برابر جرم الکترون می باشد ، اما بار های آنها دارای یک مقدار مساوی می باشد. چطور جرم های نا برابر بارهای برابر را با خود حمل می کنند؟ این نوع سوالات را به دست حکیمان و عارفان و فلاسفه می سپاریم که ریشه عدالت را در بخش ذرات بنیادی جستجو نمایند. طوریکه می توان از طریق علمی تصور نمود ، اتم هیدروژن کوچک ترین باطری موجود در طبیعت می باشد و اختلاف آن با باطری های مصنوعی این است که قطب مثبت در مرکز قرار دارد و قطب منفی مثل پروانه دور آن می چرخد. این دو قطب اگر به هم وصل شوند، مثل باطری های مصنوعی جرقه زده و باطری خالی میشود و اتم هیدروژن با ارسال یک ذره نور به نوترون تبدیل میشود. البته هیدروژن باطری یک بار مصرف نیست بلکه مثل یک باطری قابل شارژ عمل می کند. اگر آن فوتون ساطع شده را با همان انرژی به آن بتابد دو باره شارژ شده و اتم هیدروژن تبدیل میشود. طوریکه علم به ما می آموزد ، نوری که از خورشید می تابد حاصل تبدیل جرم به انرژی می باشد و این تبدیل در هسته خورشید از طریق جوشش چهار اتم هیدروژن به یک اتم هلیم صورت میگیرد. یک اتم هیدروژن دارای یک الکترون و یک پروتون می باشد اما اتم هلیم دارای دو الکترون و پروتون و دو نوترون. نوترون ها از کجا می آیند؟ جواب این سوال ساده می باشد. دو تا از چهار اتم هیدروژن در پروسه یا روند خنثی سازی اول به دو تا نوترون تبدیل می شوند و سپس به هسته اتم هلیم جوش می خورند. جرم چهار اتم هیدروژن مقداری بیشتر از جرم اتم هلیم می باشد و این جرم گم نمیشود بلکه به انرژی گرمایی و نورانی تبدیل میشود. بنابراین در ستاره خورشید علاوه بر جوشش هسته ای خنثی سازی اتم هیدروژن هم بطور هم زمان صورت می گیرد. در پایان می توان تصور کرد که روزی قانون جدیدی جای قانون پر ثمر کلُمب شود و نیروی الکتریکی را با مفهوم انحنای مکانزمان انیشتین جایگزین نماید و حکیمان و عارفان هم در این راه به اندیشیدن بی افتند و از قالب مفاهیم قدیمی بیرون آیند و آب و هوای نوینی استشمام نمایند.
...
[مشاهده متن کامل]

بپرس