Кулон заны. Электрлик туракты. Ортанын диэлектрлик отимдилиги

6.1 –сурет. Аттас және әр аттас зарядтар арасындағы өзара әсерлесу

Кулон заңы бойынша: вакуумда орналасқан екі және нүктелік зарядтардың өзара әсерлесу күшінің модулі олардың шамаларының көбейтіндісіне тура, ал ара қашықтығының квадратына кері пропорционал: , (6.3) мұндағы -өлшем жүйесіне байланысты болатын пропорционалдық коэфффициент. Зарядтар арсындағы бұл күш осы зарядтар орналасқан түзу сызықтың бойымен бағытталған, яғни орталық күш болып табылады. Аттас зарядтар үшін ( және немесе және ) , ал зарядтар әр аттас болса, болады. Тыныштықтағы электр зарядтарының арасындағы өзара әсерлесуді электростатикалық немесе кулондық әсерлесу деп атайды.

Векторлық түрде Кулон заңы былай жазылады:

мұндағы - бірінші зарядқа екінші зарядтың әсер етуші күші, - бірінші зарядтан екінші зарядқа бағытталған радиус-вектор, . Бұл теңдеу аттас зарядтардың бірін-бірі тебетіндігін, әр аттас зарядтардың бірін-бірі тартатындығын көрсетеді. Егер де әсерлесуші зарядтар вакуумда емес, қандай да бір ортада орналасқан болса, онда Кулон заңы былай жазылады:

, (6.5)

мұндағы -өлшем бірлігі жоқ, ортаның электрлік қасиетін көрсетуші диэлектрлік өтімділік деп аталатын физикалық шама. Вакуум үшін болады. Жоғарыдағы (6.3) және (6.5) теңдеулерінен -нің берілген ортадағы әсерлесуші күштің, вакуумдағы әсерлесуші күшінен қанша есе аз екенін көрсететінін байқау қиын емес. Бірліктердің халықаралық жүйесінде (БХЖ)

, (6.6)

Бұл формуладағы ) немесе Ф/м – электр тұрақтысы деп аталады. Осы (6.6) және (6.5) - теңдеулерге сүйене отырып, Кулон заңын төмендегідей жазуға болады:

. (6.7)

мұндағы екендігін айта кеткен жөн. Фарад (Ф) – электр сыйымдылығының өлшем бірлігі.

Кулондық әсерлесу күштері суперпозиция принципіне бағынады.