庫侖定律

庫侖定律 (Coulomb’s Law)
國立臺中第一高級中學物理科張宇靖教師、康宇玹教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

1785年法國物理學家庫侖 (Coulomb，Charles-Augustin de，1736年-1806年) 以實驗方法確定了兩電荷間力與距離的關係。庫侖定律是電學發展史上的第一個定律，是電學史中的一塊重要的里程碑。

※庫侖定律：

在真空中，兩個靜止點電荷之間的相互作用力的大小與兩點電荷電量大小乘積成正比，與距離平方成反比。作用力的方向為兩點電荷的連線方向，同性電荷的作用力是相互排斥力，異性電荷則是相互吸引。

如果不考慮力的方向性，若兩個點電荷 $$q_1$$ 與 $$q_2$$ 之間的距離為 $$r$$，則兩者間的作用力 $$F$$ 可表示為

$$\displaystyle F=(\frac{1}{4\pi\varepsilon_0})\cdot(\frac{q_1q_2}{r^2})$$

其中：$$\varepsilon_0$$ 是真空介電常數，其值約為 $$8.85\times 10^{-12}~C^2/Jm$$

單位：電量 $$q_1,q_2$$ 庫侖 $$(C)$$ 、距離 $$r$$：公尺 $$(m)$$ 、靜電力 $$F$$：牛頓

在SI單位系統中，$$\displaystyle\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}$$ 也可以表示為

$$kC=\displaystyle\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\approx 8.988\times 10^9~Nm^2C^{-2}$$（或 $$mF^{-1}$$）

$$kC$$ 為靜電力常數。

註：庫侖定律僅適用於點電荷間的作用力，或兩帶電體距離相當遠。因為兩帶電體的大小與距離相較甚小時，此帶電體稱為”點電荷”，在此情況下電荷在小帶電體上如何分佈便無關重要。當兩帶電體接近至其大小與距離比較不能忽略時，彼此間即因靜電感應所生之感應電荷而影響原來之電力。

參考資料

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Coulomb%27s_law