Coulombin laki

fysiikka

Coulombin laki kuvastaa sähköistä voimaa, jonka kaksi pistevarausta kohdistavat toisiinsa.

Coulombin tutkimuslaitteisto

Ranskalainen Charles Augustin de Coulomb (1736–1806) tutki sähköisesti varattujen kappaleiden vuorovaikutusta, eli niiden välisiä voimia. Vuonna 1784 hän havaitsi tutkimustensa perusteella lainalaisuuden, jota nykyään kutsutaan Coulombin laiksi:

Hiukkasen toiseen hiukkaseen kohdistama sähköinen voima on verrannollinen hiukkasten varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden välisen etäisyyden neliöön.[1]

Coulombin laki on kokeilla todettu luonnonlaki. [2] Coulombin laki perustuu kokeellisiin havaintoihin ja voisi siten olla esimerkiksi 1/r^2-riippuvuuden osalta vain likimääräinen tulos. Modernin fysiikan teoreettiset perusteet ja erittäin tarkat mittaukset viittaavat siihen, että 1/r^2-riippuvuus on täsmällinen luonnonlaki. [3]

Coulombin lain matemaattinen muotoiluMuokkaa

Matemaattisesti ilmaistuna Coulombin lain mukaan sähköinen voima   on skalaarimuodossa

 

missä   on Coulombin vakio,   on tyhjiön permittiivisyys ja  ,   kummankin hiukkasen sähkövaraus.

Coulombin lain mukaisen voiman F (Coulombin voiman) suunta on varauksia yhdistävän suoran suuntainen. Samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa. Coulombin laki voidaan esittää myös vektorimuodossa. Tällöin varauksen   varaukseen   kohdistama voima   on yksikkövektorin   suuntainen ja se voidaan ilmaista alla olevan yhtälön mukaisesti:

 .[4]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 11. painos, s. 800. Pearson, 2004. ISBN 0-321-20469-7. (englanniksi)
  2. Paavola, Martti & Lehtinen, Pekka: Sähkötekniikan oppikirja, s. 26. WSOY, 1982.
  3. Koskinen, Hannu & Viljanen, Ari: Sähkövaraus ja Coulombin laki space.fmi.fi. 2004. Viitattu 6.12.2021.
  4. Raymond Serway & John Jewett: Physics for Scientists and Engineers, s. 647. Cengage Learning, 2007. ISBN 9780495112440. (englanniksi)

KirjallisuuttaMuokkaa

  • Lindell, Ismo; Sihvola, Ari: Sähkömagneettinen kenttäteoria 1. Staattiset kentät. Helsinki: Otatieto, 2013. ISBN 978-951-672-354-2.

Aiheesta muuallaMuokkaa

 
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Coulombin laki.