اَبا اِباد

coulombs-law

قانون کولومب

همانطور که قبلا گفته شد، فیزیک کلاسیک بر سه پایه استوار است: مکانیک نیوتونی، قوانین الکترومغناطیس ماکسول و ترمودینامیک کلاسیک.

تا به اینجا آشنایی نسبی با مکانیک نیوتنی پیدا کرده‌ایم. البته این آشنایی خیلی کلی بوده و من قصد ندارم در اینجا به جزئیات بپردازم و علاقه دارم هرچه زودتر به فیزیک مدرن  ورود کنیم. بد نیست حالا به بخش‌های دیگر فیزیک کلاسیک بپردازیم.

مفهوم الکتریسیته و بار الکتریکی اولین بار ۶۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، توسط تالس ارائه گردید. تالس متوجه شد که زمانی که تکه‌های کهربا را با یکدیگر مالش می‌دهد، کهربا تکه‌های کاه و چیزهای کوچک دیگر را به خود جذب می‌کند. اما با توجه به اینکه روش علمی تا پیش از قرن ۱۷ میلادی، محدود به نظریه پردازی بود و آزمایشات جایگاه خاصی در اثبات نظریات نداشت، درک از الکتریسیته هیچوقت مورد آزمایش دقیق قرار نگرفته بود و فرمول ریاضی برای اون ارائه نشده بود. (البته چنین گفته می‌شود که روش علمی مبتنی بر آزمایش دقیق، اولین بار در قرن ۱۱ میلادی توسط ابن هیثم پایه گذاری گردیده است)

در سال ۱۷۷۲ میلادی، یک مهندس فرانسوی به نام چارلز کولومب که در ارتش فرانسه خدمت می‌کرد، بعد از ابتلا به یک بیماری گرمسیری از ارتش خارج شده و به تحقیق و مطالعه‌ی فیزیک تئوری، علی الخصوص الکتریسیته رو آورد. کولومب آزمایشی طراحی کرد که در آن یک توپک باردار از یک رشته آویزان بود. کولومب اجسام باردار مختلف را به این توپک نزدیک کرد و با اندازه گیری تغییر زاویه‌ی توپک (برای بار هم‌‌نام) و اندازه‌گیری بسامد نوسان (برای بار ناهم‌نام)، مقدار نیرویی که این اجسام به هم وارد می‌کنند را محاسبه نمود و در نهایت به این نتیجه رسید که ذرات باردار به هم نیرویی وارد می‌کنند که با مجذور فاصله‌ی دو بار رابطه‌ی عکس و با حاصلضرب مقدار بار دو جسم، رابطه‌ی مستقیم دارد.

او همچنین دریافت که ذرات هم‌نام یکدیگر را دفع کرده و ذرات ناهمنام یکدیگر را جذب می‌کنند. این نیرو به شکل زیر تعریف گردید:

F=Ke×q×Q/r^2

که در این رابطه Ke ثابت کولومب است. این رابطه بعدا پایه‌ای برای مدل اتمی رادرفورد و بعد هم مدل اتمی نیلز بور، گردید.

 

تصویر: آزمایشات طراحی شده توسط کولومب برای اندازه گیری نیروی الکترواستاتیک در سمت چپ و تصویر کولومب در سمت راست

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *