库仑定律(Coulomb's law)是电磁学中的一个基本定律,由法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·德库仑(Charles-Augustin de Coulomb)于18世纪末提出。该定律描述了电荷之间的相互作用力,并且是电动力学的基础之一。
库仑定律可以用以下方式表述:
两个电荷之间的静电力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。电荷之间的作用力是吸引还是排斥取决于它们的电荷性质(同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引)。
数学表达式如下:
$$F = k_e\frac{q_1q_2}{r^2}$$
其中 $F$ 表示电荷之间的作用力,$k_e$ 是庞大常量,$q_1$ 和 $q_2$ 分别是两个电荷的电量,$r$ 是两个电荷之间的距离。
库仑定律适用于静止的点电荷之间的相互作用。在实际应用中,当涉及较复杂的电荷分布或运动电荷时,需要使用电磁场理论进行更详细的分析。然而,对于静电学问题,库仑定律仍然是一个有效且非常有用的近似方法。
库仑定律在电荷分布和电场问题的研究中有广泛应用,是理解静电学现象的基础。它在电子学、电力工程、天文学等领域都有重要的应用。