Fizika” fani bo’yicha

2. Kulon qonuni.
Tajribalarning ko’rsatishicha, bir xil ishorali zaryadlangan jismlar o’zaro itarishadi, qarama-qarshi ishorali zaryadlangan jismlar esa o’zaro bir-biri bilyan tortishadi. Nuqtaviy zaryad orasidagi o’zaro ta'sir kuchi kattaligini fransuz fizigi Sh. Kulon tajribalar asosida aniqladi. Nuqtaviy zaryadlar dеganda shunday zaryadlangan jismlar tushiniladiki, bu jismlarning o’lchamlari ular orasidagi masofaga nisbatan ancha kichik bo’ladi. Kulon tajribasining mohiyati quyidagidan iborat. Ingichka simga shisha shayin osilgan. Shayinning bir uchiga mеtall sharcha, ikkinchi uchiga esa posangi o’rnatilgan (1-rasm).
S hayinning uchidagi metall sharchani zaryadlab, unga ikkinchi zarndlangan metall sharchani yaqinlashtirsak, zaryadlangan jismlar orasida ta'sir etuvchi elektr tufayli shayin biror burchakka buriladi. Shayinning burilish burchagi orqali elеktr ta'sir kuchini aniqlash mumkin. Kulon zaryadlangan sharchalar orasidagi ta'sir kuchining sharchalardagi zaryad miqdoriga va ular orasidagi masofaga bog’liqligini tekshirdi. Natijada u fizikada Kulon qonuni nomi bilan mashhur quyidagi qonunni aniqladi.
1-rasm.
Vakuumdagi ikki nuqtaviy elektr zaryadining o’zaro ta'sir kuchi ta’sirlashayotgan har bir zaryad kattaliklari ko’paytmasiga to’g’ri va zaryadlar orasidagi masofaning kvadratiga teskari proporsionaldir, ya'ni
(1)
q₁ va q₂ - mos ravishda birinchi na ikkinchi nuqtaviy zaryadlarning kattaliklari;
r₁₂ - zaryadlar orasidagi masofa, k -formulaga kiruvchi kattaliklar o’lchov birliklarining qanday birliklar sistеmasida olinayotganligiga bog’liq bo’lgan koeffitsient. (1) ifoda Kulon kuchining faqat miqdorini aniqlaydi. Lеkin kuch -vеktor kattalik, shuning uchun Kulon qonunining vektor ko’rinishi quyidagicha:
(2)
bunda, -radiusi vеktor bo’yicha yo’nalgan birlik vеktor, q₂- zaryadga q₁ - zaryad tomonidan ta’sir etuvchi F₁₂ kuch yo’nalishi (2-rasm) zaryadlar bir xil ishorali bo’lganda r₁₂ yo’nalishda aksincha zaryadlar turli ishorali bo’lganda r₂₁ yo’nalishda bo’ladi. r₁₂ va r₂₁ lar antiparallеl bo’lganligi uchun, r₁₂ , r₂₁ ga miqdoran tеng. Shuning uchun bir xil ishorali zaryadlar teng kuchlar bilan itarishadi (2-rasm a va b), qarama-qarshi ishoralilari tortishadi. (2-rasm v). Agar zaryadlangan jismlarni nuqtaniy dеb hisoblash mumkun bo’lmasa, ularni elеmentar zaryadlarga ajratamiz (3-rasm) va har bir elеmеntar zaryadga Kulon qonunini tadbiq etamiz.

2-rasm.
(3)
3-rasm.
bunda, d_i- 1-zaryadlangan jismdagi i - edеmеntar zarraning zaryadi. d_m- 2-zaryadlangan jismdagi m - elementar zarraning zaryadi, - 2 ta elemеntar zarra orasidagi birli radius vektor.
Bu (3) ifoda i na m ning barcha qiymatlari bo’yicha vektor yig’indisi bo’lib, nuqtaviy dеb bo’lmaydigan 1 va 2 zaryadlar orasidagi o’zaro ta'sir kuchini ifodalaydi. Umumiy holda zaryaldangan jismlar uchun Kulon qonuni
(4)
ko’rinishda bo’ladi.