卡文迪许与库仑定律

大家知道,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。高中物理还将进一步介绍:两电荷间的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比。这就是著名的库仑定律,它是由法国物理学家库仑在1785年写给法国科学院的《电力定律》论文中提出来的。

其实,英国物理学家卡文迪许早就对电荷间的作用力进行了定量的研究,并且得出了正确的结论。卡文迪许在1777年的一份手稿中就明确提出:“电的吸引力和排斥力很可能反比于电荷间距离的平方。如果在这样的话,那么物体中多余的电几乎全部堆积在紧靠物体表面的地方。而且这些电紧紧地压在一起,物体的其余部分处于中性状态。”卡文迪许曾用实验证实了这一设想,进而根据金属球腔内电作用是零这一事实,用数学理论反推出电荷间的作用与距离平方成反比的结论。

卡文迪许的结论比库仑早提出了8年,他认为,如果g是两电荷间的距离,那么排斥力反比于r2。02,吸引力反比于r1。98,误差是2%,而库仑实验结果的误差是4%。卡文迪许的测算方法比库仑更精确。

然而,遗憾的是,卡文迪许没有能及时将他的研究成果公开发表,他的手稿直到100年后才由麦克斯韦加以整理而公布于众,因而未对科学的发展起到应有的推动作用。否则,库仑定律也许会改称为“卡文迪许定律”了!

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