化学热学论文——库仑定理库仑定理简介库仑定理创立的条件：1.真空中2.静止3.点电荷（静止是在观测者的参考系中静止，学校估算通常不做要求）编辑本段库仑定理的验证库仑定理是1784--1785年间库仑通过扭秤实验总结出o"查看图片"??库仑扭秤来的。纽秤的结构如下:在细金属丝下悬挂一根杆秤，它的一端有一小球A，另一端有平衡体P，在A旁还置有另一与它一样大小的固定小球B。为了研究带电体之间的斥力，先使A、B各带一定的电荷，这时杆秤会因A端受力而偏转。转动悬丝下端的悬钮，使小球回到原先位置。这时悬丝的扭扭矩等于施于小球A上电力的转矩。假如悬丝的扭扭矩与扭转角度之间的关系已事先校正、标定，则由旋钮上表针转过的角度读数和已知的杆秤宽度，可以获知在此距离下A、B之间的斥力。怎样比较力的大小【通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小】编辑本段库仑定理公式’SLAW库仑定理——描述静止点电荷之间的互相斥力的规律o"查看图片"??库仑定理真空中，点电荷q1对q2的斥力为F=k*(q1*q2)/r^2(可结合万有引力公式F=Gm1m2/r^2来考虑）其中：r——两者之间的距离r——从q1到q2方向的矢径k——库仑常数上式表示：若q1与q2同号，F12y沿r方向——斥力；若三者异号，则F12沿-r方向——吸力.其实q2对q1的斥力F21=-F12（1-2）在MKSA单位制中力F的单位：牛顿（N）=千克·米/秒2(kg·m/S2)（量纲：MLT-2）电量q的单位：库仑（C）定义：当流过某曲面的电压1安培时，每秒钟所通过的电量定义为1库仑，即1库仑（C）=1安培·秒（A·S）（量纲：IT）比列常数k=1/4pe0(1-3)=9.0x10^9牛·米2/库2e0=8.854187818(71)×10-12库2/牛·米2(一般表示为法拉/米)是真空介电常数中文名称：of说明:又称绝对介电常数。
符号为εo。等于8.×10-12法/米。它是导自真空磁导率和光在真空中速率的一个无偏差常量。编辑本段库仑定理的数学意义(1)描述点电荷之间的斥力，仅当带电体的尺度远大于二者的平均距离，才可看成点电荷(2）描述静止电荷之间的斥力，当电荷存在相对运动时，库仑力须要修正为力.但实践表明，只要电荷的相对运动速率远大于光速c，库仑定理给出的结果与实际情形很接近。[例1-1]比较氢原子中质子与电子的库仑力和万有引力（均为距离平方反比力）据精典理论，能级氢原子中电子的“轨道”半径r≈5.29×10-11米核子的线度≤10-15米,电子的线度≤10-18米,故二者可看成“点电荷”.二者的电量e≈±1.60×10-19库仑质量mp≈1.67×10-27千克me≈9.11×10-31千克万有引力常数G≈6.67×10-11牛·米2/千克2电子所受库仑力Fe=-e2r/电子所受引力Fg=-/r3二者之比：Fe/Fg=e2/≈2.27×1039（1-6）由此可见，电磁力在原子、分子结构中起决定性作用，这些斥力远小于万有引力造成的斥力，即可叙述为质量对物体间的影响力远大于电磁力的作用，而且有：电荷之间的斥力随着电荷量的减小而减小，随着距离的减小而降低。
编辑本段学习和应用库仑定理的注意事项(1)库仑定理只适用于估算两个点电荷间的互相斥力,非点电荷间的互相斥力,库仑定理不适用。。（不能按照直接觉得当r无限小时F就无限大，由于当r无限小时两电荷早已丧失了作为点电荷的前提。）(2)应用库仑定理求点电荷间互相斥力时,不用把表示正,负电荷的"+","-"符号代入公式中估算过程中可用绝对值估算,其结果可依照电荷的正,负确定斥力为引力或作用力以及斥力的方向。(3)库仑力一样遵循牛顿第三定理,不要觉得电荷量大的对电荷量小的电荷斥力大。(两电荷之间是斥力和反斥力)编辑本段库仑定理的发觉库仑定理可以说是一个实验定理，也可以说是牛顿引力定理在热学和磁学中的“推论”。如果说它是一个实验定理，库仑扭称实验起到了重要作用，而电摆实验则起了决定作用；虽然是这样，库仑一直借鉴了引力理论，模拟万有引力的大小与两物体的质量成反比的关系，觉得两电荷之间的斥力与两电荷的电量也成反比关系。如果说它是牛顿万有引力定理的结论，这么普利斯特利和卡文迪许等人也做了大量工作。因而，从各个角度考察库仑定理，重新确切的对它进行熟悉，确实是十分必要的。
科学家对电力的初期研究人类对电现象的熟悉、研究，经历了很长的时间。直至16世纪人们才对电的现象有了深入的熟悉。吉尔伯特比较系统地研究了静电现象，第一个提出了比较系统原始理论，并引人了“电吸引”这个概念。并且吉尔伯特的工作仍逗留在定性的阶段，进展不大。18世纪中叶，人们利用于万有引力定理，对电和磁做了种种揣测。18世纪后期，科学家开始了电荷互相作用的研究。富兰克林最早观察到电荷只分布在导体表面。普利斯特利重复了富兰克林的实验，在《电学的历史和现况》一书中他按照牛顿的《自然哲学的物理原理》最先预言电荷之间的斥力只能与距离平方成正比。其实这个思想很重要，而且普利斯特利的推论在当时并没有得到科学界的注重。在库仑定理提出前有两个人曾作过定量的实验研究，并得到明晰的推论。可惜，都没有及时发表而未对科学的发展起到应有的推进作用。一位是美国蒙特利尔学院的罗宾逊，觉得电力服从平方正比律，而且得到指数n=2.06，因而热学的研究也就开始进行精确研究。不过，他的这项工作直至1801年才发表。另一位是美国的卡文迪许。1772～1773年间，他做了单层同心球实验，第一次精确检测出电斥力与距离的关系。
发觉带浊度体的电荷全部分布在表面而内部不带电。卡文迪许进一步剖析，得到n=20.02。他的这个同心球实验结果在当时的条件下是相当精确的。但可惜的是他始终没有公开发表这一结果。库仑定理的构建库仑是美国工程师和数学学家。1785年，库仑用扭称实验检测两电荷之间的斥力与两电荷之宽度离的关系。他通过实验得出：“两个带有同种类型电荷的小球之间的敌视力与这两球中心之间的距离平方成正比。”同年，他在《电力定理》的论文中介绍了他的实验装置，测试经过和实验结果。库仑的扭秤巧妙的借助了对称性原理按实验的须要对电量进行了改变。库仑让这个可联通球和固定的球带上同量的同种电荷，并改变它们之间的距离。通过实验数据可知，作用力的大小与距离的平方成正比。并且对于异种电荷之间的引力，用扭称来检测就遇到了麻烦。经过反复的思索，库仑借鉴动力学实验加以解决。库仑构想：如果异种电荷之间的引力也是与它们之间的距离平方成正比，这么只要设计出一种电摆就可进行实验。o"查看图片"??库仑定理的发觉者库仑通过电摆实验，库仑觉得：“异性电压体之间的斥力，与同性电压体的互相作用一样，都与距离的平方成正比。
”库仑借助与单摆相类似的方式测定了异种电荷之间的引力也与它们的距离的平方成正比，不是通过力矩与静电力的平衡得到的。可见库仑在确定电荷之间互相斥力与距离的关系时使用了两种方式，对于同性电荷，使用的是静电热学的方式；对于异性电荷使用的是动力学的方式。库仑重视修正实验中的偏差，最后得到：“在进行刚刚我所说的必要的修正后，我总是发觉磁流体的作用不管是吸引还是敌视都是按距离平方倒数规律变化的。”但是应该强调的是，库仑只是精确的测定了距离平方的正比关系，并把静电力青河磁力从方式归纳于万有引力的范畴，我们这儿要指出的是库仑并没有验证静电力与电量之积成反比。“库仑仅仅觉得应当是这样。也就是说库仑验证了电力与距离平方成正比，但仅仅是猜想电力与电量的乘积成反比。”库仑定理的验证和影响库仑定理是平方正比定理，自发觉以来，科学家不断检验指数2的精度。1971年威廉等人的实验表明库仑定理中指数2的误差不超过10-16，因而假设为2。事实上，指数为2和光子静止质量为零是可以互推的。虽然如果mz不为零库仑定律，虽然这个值很小，也会动摇数学学大楼的重要基石，由于现有理论都是以mz等于零为前提。到目前为止库仑定律，理论和实验表明点电荷斥力的平方正比定理是相当精确的。200多年来，电力平方正比律的精度增强了十几个数目级，使它成为现今化学学中最精确的实验定理之一。回顾库仑定理的构建过程，库仑并不是第一个做这类实验的人，但是他的实
