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1、 介紹庫倫 早于庫倫的學(xué)者們的研究 庫倫扭力實(shí)驗(yàn)的早期線索 卡文迪許扭力實(shí)驗(yàn) 庫倫扭秤實(shí)驗(yàn) 宏觀量微觀化的應(yīng)用 類比法的應(yīng)用 夏爾夏爾奧古斯丁奧古斯丁德德庫侖庫侖（Charles Augustin de Coulomb，1736年1806年），法國物理學(xué)家、軍事工程師、土力學(xué)奠基人。 16世紀(jì)，吉爾伯特比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象，第一個(gè)提出了比較系統(tǒng)原始理論，并引人了世紀(jì)，吉爾伯特比較系統(tǒng)地研究了靜電現(xiàn)象，第一個(gè)提出了比較系統(tǒng)原始理論，并引人了“ 電吸引電吸引”這個(gè)概念。這個(gè)概念。1759年，德國柏林科學(xué)院院士愛皮努斯對(duì)電力作了研究。他在書中假設(shè)電荷之間的斥力和吸力隨帶電物體的距離的減少而增大，

2、于是對(duì)靜電感應(yīng)現(xiàn)象作出了更完善的解釋。1760年，年，D伯努利首先猜測電力會(huì)不會(huì)也跟萬有引力一樣，服從平方反比定律伯努利首先猜測電力會(huì)不會(huì)也跟萬有引力一樣，服從平方反比定律。1755年，富蘭克林在給蘭寧的信中，提到他的空罐實(shí)驗(yàn)，他把一只品脫銀罐放在電支架上，使它帶電，用絲線吊著一個(gè)直徑約為1 英寸的木橢球，放進(jìn)銀罐中，直到觸及罐的底部，但是，當(dāng)取出時(shí)，卻沒有發(fā)現(xiàn)接觸使它帶電，像從外部接觸的那樣。1767年，化學(xué)家普利斯特里重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并在年，化學(xué)家普利斯特里重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并在電學(xué)歷史和現(xiàn)狀及其原始實(shí)驗(yàn)電學(xué)歷史和現(xiàn)狀及其原始實(shí)驗(yàn)一書中得出一書中得出結(jié)論：電的吸引與萬有引力服從同一定律，即距

3、離的平方。結(jié)論：電的吸引與萬有引力服從同一定律，即距離的平方。1769年，羅賓遜第一次定量地做出了電力平方反比實(shí)驗(yàn)，比庫侖早16年，但一直到1801年才發(fā)表。羅賓遜認(rèn)為正如愛皮努斯的推測，電力服從平方反比定律。1772到到1773年間，卡文迪許用兩個(gè)同心金屬球殼做實(shí)驗(yàn)，并將這個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)了多次，第一次精確年間，卡文迪許用兩個(gè)同心金屬球殼做實(shí)驗(yàn)，并將這個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)了多次，第一次精確測量出電作用力與距離的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)帶電導(dǎo)體的電荷全部分布在表面而內(nèi)部不帶電。他的測量出電作用力與距離的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)帶電導(dǎo)體的電荷全部分布在表面而內(nèi)部不帶電。他的這個(gè)同心球?qū)嶒?yàn)結(jié)果在當(dāng)時(shí)的條件下是相當(dāng)精確的。但可惜的是他一直沒有

4、公開發(fā)表這一這個(gè)同心球?qū)嶒?yàn)結(jié)果在當(dāng)時(shí)的條件下是相當(dāng)精確的。但可惜的是他一直沒有公開發(fā)表這一結(jié)果。結(jié)果。早于庫倫的學(xué)者們的研究庫侖扭力實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)過程 1777年法國科學(xué)院懸賞，征求改良航海指南針中的磁針的方法。庫侖認(rèn)為磁針支架在軸上，必然會(huì)帶來摩擦，要改良磁針，必須從這根本問題著手。他提出用細(xì)頭發(fā)絲或絲線懸掛磁針。同時(shí)他對(duì)磁力進(jìn)行深入細(xì)致的研究，特別注意了溫度對(duì)磁體性質(zhì)的影響。他又發(fā)現(xiàn)線扭轉(zhuǎn)時(shí)的扭力和針轉(zhuǎn)過的角度成比例關(guān)系，從而可利用這種裝置算出靜電力或磁力的大小。這導(dǎo)致他發(fā)明了扭秤，扭秤能以極高的精度測出非常小的力。由于成功地設(shè)計(jì)了新的指南針結(jié)構(gòu)以及在研究普通機(jī)械理論方面作出的貢獻(xiàn)，1782年

5、，他當(dāng)選為法國科學(xué)院院士。為了保持較好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件，他仍在軍隊(duì)中服務(wù)，但他的名字在科學(xué)界已為人所共知。 卡文迪許在英國地質(zhì)學(xué)家米歇爾制作的扭轉(zhuǎn)天平進(jìn)一步完善了的基礎(chǔ)上，又對(duì)這一裝置做了重要改進(jìn)，從而完成了歷史上第一個(gè)測得萬有引力常數(shù)的“卡文迪許實(shí)驗(yàn)”。這一實(shí)驗(yàn)從1797年夏開始，于1798年完成，測得的結(jié)果與今天通過實(shí)驗(yàn)測出的 g很接近。在萬有引力常數(shù)確定以后，就可以得知1公斤重的物體在地球上所受的引力。因此，卡文迪許第一個(gè)算出了地球的質(zhì)量約為61021噸，與今天測得的地球質(zhì)量59831021噸十分吻合。當(dāng)時(shí)有一位科學(xué)家曾稱譽(yù)卡文迪許是第一個(gè)給地球“過磅”的人。 卡文迪許對(duì)電學(xué)的發(fā)展也做出了

6、巨大的貢獻(xiàn)。他提出靜電電容、電容率、電勢等概念，揭示了靜電荷聚集在導(dǎo)體表面上的事實(shí)，這是他在研究電荷間作用力時(shí)得到的重要結(jié)論?？ㄎ牡显S對(duì)電磁理論的重要基礎(chǔ)之一-庫侖定律的建立也做出了貢獻(xiàn)，他獨(dú)自做了許多實(shí)驗(yàn)，用數(shù)學(xué)方法證明了電荷之間的作用力與距離的關(guān)系。 卡文迪許稱出地球質(zhì)量的人扭秤的基本構(gòu)造為：一根水平懸于細(xì)金屬絲的輕導(dǎo)線兩端分別置有一個(gè)帶電小球A和一個(gè)與之平衡的物體P，而在實(shí)驗(yàn)中在小球A的附近放置同樣大小的帶電小球B，兩者的靜電力會(huì)在輕導(dǎo)線上產(chǎn)生扭矩，從而使輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)。通過校正懸絲上的旋鈕可以將小球調(diào)回原先位置，則此時(shí)懸絲上的扭矩等于靜電力產(chǎn)生的力矩。如此，兩者之間的靜電力可以通過測量這個(gè)扭

7、矩、偏轉(zhuǎn)角度和導(dǎo)線長度來求得。庫侖的結(jié)論為：“對(duì)同樣材料的金屬導(dǎo)線而言，扭矩的大小正比于偏轉(zhuǎn)角度，導(dǎo)線橫截面直徑的四次方，且反比于導(dǎo)線的長度” ”夏爾奧古斯丁庫侖，金屬導(dǎo)線扭矩和彈性的理論和實(shí)驗(yàn)研究庫倫扭秤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)科學(xué)的研究中，對(duì)于對(duì)象系統(tǒng)宏觀層次和微觀層次的研究是辯證統(tǒng)一的。系統(tǒng)宏觀層次的表現(xiàn)來源于微觀層次的集體行為，系統(tǒng)微觀層次的行為又受到宏觀狀態(tài)的影響微觀量宏觀化的例子油膜實(shí)驗(yàn)測定磁通量子，驗(yàn)證測定磁通量子，驗(yàn)證BCS理論理論假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字假字姓名職務(wù)類比法的應(yīng)用“類比”是邏輯學(xué)中的一種推理形式，是通過比較兩個(gè)或兩個(gè)對(duì)象之間某些方面的相似或相同，將某特定對(duì)象已掌握的知識(shí)推移到新的