化學熱學論文——庫侖定理庫侖定理簡介庫侖定理創立的條件：1.真空中2.靜止3.點電荷（靜止是在觀測者的參考系中靜止，學校估算通常不做要求）編輯本段庫侖定理的驗證庫侖定理是1784--1785年間庫侖通過扭秤實驗總結出o"查看圖片"??庫侖扭秤來的。紐秤的結構如下:在細金屬絲下懸掛一根桿秤，它的一端有一小球A，另一端有平衡體P，在A旁還置有另一與它一樣大小的固定小球B。為了研究帶電體之間的斥力，先使A、B各帶一定的電荷，這時桿秤會因A端受力而偏轉。轉動懸絲下端的懸鈕，使小球回到原先位置。這時懸絲的扭扭矩等于施于小球A上電力的轉矩。假如懸絲的扭扭矩與扭轉角度之間的關系已事先校正、標定，則由旋鈕上表針轉過的角度讀數和已知的桿秤寬度，可以獲知在此距離下A、B之間的斥力。怎樣比較力的大小【通過懸絲扭轉的角度可以比較力的大小】編輯本段庫侖定理公式’SLAW庫侖定理——描述靜止點電荷之間的互相斥力的規律o"查看圖片"??庫侖定理真空中，點電荷q1對q2的斥力為F=k*(q1*q2)/r^2(可結合萬有引力公式F=Gm1m2/r^2來考慮）其中：r——兩者之間的距離r——從q1到q2方向的矢徑k——庫侖常數上式表示：若q1與q2同號，F12y沿r方向——斥力；若三者異號，則F12沿-r方向——吸力.其實q2對q1的斥力F21=-F12（1-2）在MKSA單位制中力F的單位：牛頓（N）=千克·米/秒2(kg·m/S2)（量綱：MLT-2）電量q的單位：庫侖（C）定義：當流過某曲面的電壓1安培時，每秒鐘所通過的電量定義為1庫侖，即1庫侖（C）=1安培·秒（A·S）（量綱：IT）比列常數k=1/4pe0(1-3)=9.0x10^9牛·米2/庫2e0=8.854187818(71)×10-12庫2/牛·米2(一般表示為法拉/米)是真空介電常數中文名稱：of說明:又稱絕對介電常數。
符號為εo。等于8.×10-12法/米。它是導自真空磁導率和光在真空中速率的一個無偏差常量。編輯本段庫侖定理的數學意義(1)描述點電荷之間的斥力，僅當帶電體的尺度遠大于二者的平均距離，才可看成點電荷(2）描述靜止電荷之間的斥力，當電荷存在相對運動時，庫侖力須要修正為力.但實踐表明，只要電荷的相對運動速率遠大于光速c，庫侖定理給出的結果與實際情形很接近。[例1-1]比較氫原子中質子與電子的庫侖力和萬有引力（均為距離平方反比力）據精典理論，能級氫原子中電子的“軌道”半徑r≈5.29×10-11米核子的線度≤10-15米,電子的線度≤10-18米,故二者可看成“點電荷”.二者的電量e≈±1.60×10-19庫侖質量mp≈1.67×10-27千克me≈9.11×10-31千克萬有引力常數G≈6.67×10-11牛·米2/千克2電子所受庫侖力Fe=-e2r/電子所受引力Fg=-/r3二者之比：Fe/Fg=e2/≈2.27×1039（1-6）由此可見，電磁力在原子、分子結構中起決定性作用，這些斥力遠小于萬有引力造成的斥力，即可敘述為質量對物體間的影響力遠大于電磁力的作用，而且有：電荷之間的斥力隨著電荷量的減小而減小，隨著距離的減小而降低。
編輯本段學習和應用庫侖定理的注意事項(1)庫侖定理只適用于估算兩個點電荷間的互相斥力,非點電荷間的互相斥力,庫侖定理不適用。。（不能按照直接覺得當r無限小時F就無限大，由于當r無限小時兩電荷早已喪失了作為點電荷的前提。）(2)應用庫侖定理求點電荷間互相斥力時,不用把表示正,負電荷的"+","-"符號代入公式中估算過程中可用絕對值估算,其結果可依照電荷的正,負確定斥力為引力或作用力以及斥力的方向。(3)庫侖力一樣遵循牛頓第三定理,不要覺得電荷量大的對電荷量小的電荷斥力大。(兩電荷之間是斥力和反斥力)編輯本段庫侖定理的發覺庫侖定理可以說是一個實驗定理，也可以說是牛頓引力定理在熱學和磁學中的“推論”。如果說它是一個實驗定理，庫侖扭稱實驗起到了重要作用，而電擺實驗則起了決定作用；雖然是這樣，庫侖一直借鑒了引力理論，模擬萬有引力的大小與兩物體的質量成反比的關系，覺得兩電荷之間的斥力與兩電荷的電量也成反比關系。如果說它是牛頓萬有引力定理的結論，這么普利斯特利和卡文迪許等人也做了大量工作。因而，從各個角度考察庫侖定理，重新確切的對它進行熟悉，確實是十分必要的。
科學家對電力的初期研究人類對電現象的熟悉、研究，經歷了很長的時間。直至16世紀人們才對電的現象有了深入的熟悉。吉爾伯特比較系統地研究了靜電現象，第一個提出了比較系統原始理論，并引人了“電吸引”這個概念。并且吉爾伯特的工作仍逗留在定性的階段，進展不大。18世紀中葉，人們利用于萬有引力定理，對電和磁做了種種揣測。18世紀后期，科學家開始了電荷互相作用的研究。富蘭克林最早觀察到電荷只分布在導體表面。普利斯特利重復了富蘭克林的實驗，在《電學的歷史和現況》一書中他按照牛頓的《自然哲學的物理原理》最先預言電荷之間的斥力只能與距離平方成正比。其實這個思想很重要，而且普利斯特利的推論在當時并沒有得到科學界的注重。在庫侖定理提出前有兩個人曾作過定量的實驗研究，并得到明晰的推論。可惜，都沒有及時發表而未對科學的發展起到應有的推進作用。一位是美國蒙特利爾學院的羅賓遜，覺得電力服從平方正比律，而且得到指數n=2.06，因而熱學的研究也就開始進行精確研究。不過，他的這項工作直至1801年才發表。另一位是美國的卡文迪許。1772～1773年間，他做了單層同心球實驗，第一次精確檢測出電斥力與距離的關系。
發覺帶濁度體的電荷全部分布在表面而內部不帶電。卡文迪許進一步剖析，得到n=20.02。他的這個同心球實驗結果在當時的條件下是相當精確的。但可惜的是他始終沒有公開發表這一結果。庫侖定理的構建庫侖是美國工程師和數學學家。1785年，庫侖用扭稱實驗檢測兩電荷之間的斥力與兩電荷之寬度離的關系。他通過實驗得出：“兩個帶有同種類型電荷的小球之間的敵視力與這兩球中心之間的距離平方成正比。”同年，他在《電力定理》的論文中介紹了他的實驗裝置，測試經過和實驗結果。庫侖的扭秤巧妙的借助了對稱性原理按實驗的須要對電量進行了改變。庫侖讓這個可聯通球和固定的球帶上同量的同種電荷，并改變它們之間的距離。通過實驗數據可知，作用力的大小與距離的平方成正比。并且對于異種電荷之間的引力，用扭稱來檢測就遇到了麻煩。經過反復的思索，庫侖借鑒動力學實驗加以解決。庫侖構想：如果異種電荷之間的引力也是與它們之間的距離平方成正比，這么只要設計出一種電擺就可進行實驗。o"查看圖片"??庫侖定理的發覺者庫侖通過電擺實驗，庫侖覺得：“異性電壓體之間的斥力，與同性電壓體的互相作用一樣，都與距離的平方成正比。
”庫侖借助與單擺相類似的方式測定了異種電荷之間的引力也與它們的距離的平方成正比，不是通過力矩與靜電力的平衡得到的。可見庫侖在確定電荷之間互相斥力與距離的關系時使用了兩種方式，對于同性電荷，使用的是靜電熱學的方式；對于異性電荷使用的是動力學的方式。庫侖重視修正實驗中的偏差，最后得到：“在進行剛剛我所說的必要的修正后，我總是發覺磁流體的作用不管是吸引還是敵視都是按距離平方倒數規律變化的。”但是應該強調的是，庫侖只是精確的測定了距離平方的正比關系，并把靜電力青河磁力從方式歸納于萬有引力的范疇，我們這兒要指出的是庫侖并沒有驗證靜電力與電量之積成反比。“庫侖僅僅覺得應當是這樣。也就是說庫侖驗證了電力與距離平方成正比，但僅僅是猜想電力與電量的乘積成反比。”庫侖定理的驗證和影響庫侖定理是平方正比定理，自發覺以來，科學家不斷檢驗指數2的精度。1971年威廉等人的實驗表明庫侖定理中指數2的誤差不超過10-16，因而假設為2。事實上，指數為2和光子靜止質量為零是可以互推的。雖然如果mz不為零庫侖定律，雖然這個值很小，也會動搖數學學大樓的重要基石，由于現有理論都是以mz等于零為前提。到目前為止庫侖定律，理論和實驗表明點電荷斥力的平方正比定理是相當精確的。200多年來，電力平方正比律的精度增強了十幾個數目級，使它成為現今化學學中最精確的實驗定理之一。回顧庫侖定理的構建過程，庫侖并不是第一個做這類實驗的人，但是他的實