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庫倫做實驗用的裝置

發布時間:2025-06-11 15:00:41

Ⅰ 扭秤實驗的庫侖定律的驗證

法國物理學家庫侖於1785年利用他發明的扭秤實驗,測定了電荷之間的作用力。庫侖在實驗中發現靜電力與距離平方成反比,同時他也認識到了靜電力與電量的乘積成正比,從而得到了完整的庫侖定律。庫侖定律第一次打開了電的數學理論的大門,使靜電學進入了定量研究的新階段,也為泊松等人發展電學理論奠定了基礎。庫侖還曾用扭秤證明了地磁場對磁針有力矩的作用,力矩大小與磁針對子午線偏斜角的正弦成正比,這構成了磁矩概念的基礎。
庫侖定律是一有關基本力的的定律,它的指數是否精確為2,關繫到高斯定理是否正確,因此兩百多年來,它的正確性不斷經歷著實驗的考驗。
庫倫曾用扭秤裝置做過大量實驗工作,但值得注意的是,在精度方面遠不如萬有引力定律的扭秤實驗。試驗中的帶電小球都是有限大的帶電體,兩帶電體之間的距離不可能很大,,因此將兩帶電小球視為點電荷就不夠精確,同時兩球上的電荷分布互有影響,特別是兩帶電球之間的距離也無法精確測定,而且還存在漏電現象。因此設分母中r的指數為2+δ,庫倫本人的實驗誤差是δ≤0.04,即庫侖定律表示為F=[k*q(1)*q(2)]/r^(2±0.04)。英國科學家卡文迪許於1773年測得δ≤0.02。
後人曾改進實驗裝置來驗證庫侖定律。
由於萬有引力定律於庫侖定律之間的相似性,扭秤實驗不失為一種同用的方法。

Ⅱ 庫侖定律是如何得出來的

庫侖定律是在1784至1785年間,由法國物理學家庫侖通過扭秤實驗首次提出並總結的。實驗裝置包括一根細金屬絲,下端懸掛了一個稱為扭秤的裝置。扭秤的一端掛著一個小球A,另一端則固定了一個平衡體P。在A旁邊還放置了一個與A等大的小球B。當AB兩個小球分別帶有一定量的電荷時,扭秤會因為A受到的力而產生偏轉。為了使小球回到初始位置,實驗者旋轉懸絲上端的旋鈕,此時扭秤的扭力矩與施加於小球A上的電力的力矩相等。如果已經校準了懸絲的扭力矩與扭轉角度之間的關系,那麼可以通過旋鈕上指針轉過的角度讀數和直尺的長度,計算出在特定距離下AB之間的作用力。

庫倫定律是基於宏觀帶電體的實驗研究而總結出的規律。它描述了兩個點電荷之間相互作用力的大小與它們之間的距離及電荷量之間的關系。該定律在電磁學領域具有重要地位,是研究電動力學的基礎之一。《電磁學》(趙凱華 著)一書中對此有詳細的介紹和解釋。

通過一系列精密的實驗操作,庫侖不僅得出了兩個點電荷之間作用力的大小,還發現這種力的方向總是沿著兩個電荷連線的方向,並且與電荷量成正比,與它們之間的距離的平方成反比。這種描述方式構成了庫侖定律的核心內容。通過這種方法,庫侖成功地將實驗觀察與理論推導結合起來,為後世的電學研究奠定了堅實的基礎。

庫侖定律的發現不僅標志著電動力學研究的一個重要里程碑,也為後來的科學家們提供了研究電場和磁場的強大工具。其簡潔明了的表達方式使得電荷之間的相互作用變得易於理解和計算,極大地推動了物理學的發展。

Ⅲ 物理史上有一個庫倫用扭秤裝置研究了帶電體間的相互作用,提出了庫侖定律;

是庫倫!

18世紀80年代,法國物理學家庫侖製作了一台十分精巧的絲懸磁針裝置,並內用它在巴黎天容文台測量地磁場的強度。有一次,為了測量的准確,庫侖用放大鏡觀察磁針偏轉的角度,他偶然發現,平時用肉眼觀察靜止不動的磁針,竟在發生微小的振動。
「為什麼會這樣呢?」庫侖緊緊抓住這個問題不放,「能不能用懸絲製造靈敏測力儀器呢?」庫侖反復研究金屬絲的扭力和它的扭轉角度、直徑與長度之間的關系。庫侖在大量實驗基礎上經過分析發現:對某種金屬絲而言,在彈性范圍內,金屬絲產生的扭力矩與它的扭轉和直徑的四次方的乘積成正比,與金屬絲的長度成反比。庫侖在1785年公布了這一研究成果,宣布發現了彈性理論,發明了扭秤。這種扭秤為研究微小相互作用力提供了強有力的工具,人們把它叫做庫侖扭秤。
你知道庫侖扭秤是怎樣發明的嗎?
思維火花
庫侖在使用絲懸磁針時,偶然用放大鏡發現靜止的磁針還在發生微小的振動,這啟發了他的靈感,想到可用懸絲製造靈敏測力儀器,通過大量的實驗,終於發明了扭秤。

Ⅳ 庫倫的一個試驗裝置叫做庫倫扭秤他利用 什麼 的方法解決了電荷量的測量問題。

他主要利用了扭轉放大了不易觀察的量而對於球本身的要求降低了
絕對相同的球不存在
但只要材料,大小,質量相同
形狀為球形時
就可以認為是相同了
對於電荷量完全相等
則可以讓兩球接觸相對較長的時間
根據電荷均分原理
可以讓兩球帶相同的電荷
庫倫扭秤的精髓是利用了扭轉把力放大
由扭秤實驗得出----庫侖定律
庫侖扭秤由懸絲、橫桿、兩個帶電金屬小球,一個平衡小球,一個遞電小球、旋鈕和電磁阻尼部分等組成。兩個帶電金屬小球中,一個固定在絕緣豎直支桿上,另一個固定在水平絕緣橫桿的一端,橫桿的另一端固定一個平衡小球。橫桿的中心用懸絲吊起,和頂部的旋鈕相連,轉動旋鈕,可以扭轉懸絲帶動絕緣橫桿轉動,停在某一適當的位置。橫桿上的金屬小球(稱為動球)和豎直支桿上的固定小球都在以O為圓心,半桿長L為半徑的圓周上,動球相對於固定小球的位置,可通過扭秤外殼上的刻線標出的圓心角來讀出。當兩個金屬小球帶電時,橫桿在動球受到的庫侖力力矩作用下旋轉,懸絲發生扭轉形變,懸絲的扭轉力矩和庫侖力力矩相平衡時,橫桿處於靜止狀態。
儀器的中心軸上裝有一個永磁體托架,旋開其上緊固螺釘,可使托架升降,以改變永磁體和橫桿上的阻尼金屬板的距離,調整橫桿轉動的電磁阻尼時間。
整個儀器都裝在有機玻璃罩內,既有較高的透明度,又可防灰塵。有機玻璃罩的下半部做成可開合的門,以便清潔絕緣橫桿和豎立支桿,調整絕緣橫桿的水平,使金屬小球帶電等。儀器的底座上裝有三個螺旋支腳,旋轉支腳,可調底座水平

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