四十二.推导出库仑定律
库仑定律表述如下:相对于我们观察者,真空中两个静止的点电荷q(电量为q1)q’(电量为q2)之间的作用力F和他们的电量的乘积成正比,和他们之间的距离r 的平方成反比,作用力的方向在它们之间的连线上。电荷有正有负,同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引。
数学公式为;
F = (k q1 q2/r²)【R】= q1 q2 R/4πε。r³
其中k为比例常数,ε。为真空中的介电常数 , r是矢量R的数量,【R】是沿R的单位矢量。
库仑定律是实验总结出的定律,统一场论可以对其做出解释。
以前面的点电荷o点为例,按照前面“电荷、电场的定义”,当o点相对于我们观察者静止,它具有电量q1,是指o电荷周围【也就是在角度4π内】单位时间t内产生了n条几何点的位移矢量R = Ct。
q1 = k n /4πt
k为常数,o点在周围产生的电场E为:
E = q1 R/4πε。r³
当o点附近突然的出现另一个电荷o’点,它具有电量q2指o’电荷周围【也就是在角度4π内】单位时间t内产生了n’条几何点的位移矢量R = Ct。
q2 = k n’ /4πt
o’点的出现,使o点周围本来的空间运动的运动状态发生变化,也就是o’点使o点周围的电场E = k n R/4πr³t发生变化。
如果我们观察者静止于o点,站在o点处观察,把o点受到o’点的库伦电场力F理解为o’使o点周围【也就是在4π范围内】在t 时间内n’条【为什么是n’条,因为o’点周围有n’条电场线】电场矢量E发生变化。这样,F与电场E的变化量n’E成正比,与4π、
t成反比。
F = 常数乘以n’E/4πt
= 常数乘以n’q1 R/4πε。r³4πt
由于常数乘n’/4πt = q2
这样我们就得到了库伦定理 F = q1 q2 R/4πε。r³
张祥前《统一场论第六版》
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