कूलम्ब का नियम और विद्युत क्षेत्र
कूलम्ब का नियम स्थिर बिंदु आवेशों के बीच बल को दर्शाता है और विद्युत क्षेत्र को प्रति इकाई परीक्षण आवेश पर लगने वाले बल के रूप में परिभाषित करता है।
Definition
कूलम्ब का नियम कहता है कि दो बिंदु आवेशों के बीच का बल उन्हें जोड़ने वाली रेखा के अनुदिश कार्य करता है, जिसका परिमाण आवेशों के गुणनफल के समानुपाती और उनकी दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है; विद्युत क्षेत्र अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर प्रति इकाई धनात्मक परीक्षण आवेश पर लगने वाला परिणामी बल है।
Scope
यह विषय बिंदु आवेशों के बीच व्युत्क्रम-वर्ग बल नियम, अध्यारोपण का सिद्धांत, आवेश वितरण के चारों ओर एक सदिश क्षेत्र के रूप में विद्युत क्षेत्र की परिभाषा, और असतत तथा सतत आवेश वितरण से क्षेत्रों की गणना को शामिल करता है। इसमें व्युत्क्रम-वर्ग घातांक के प्रायोगिक परीक्षण और आवेश की रेखाओं, चादरों और गोलों जैसी सरल ज्यामितियों के क्षेत्र शामिल हैं।
Core questions
- स्थिरवैद्युत बल आवेश के परिमाण और दूरी पर कैसे निर्भर करता है?
- सतत आवेश वितरण के क्षेत्र की गणना अध्यारोपण द्वारा कैसे की जाती है?
- व्युत्क्रम-वर्ग घातांक को प्रायोगिक रूप से कितनी सटीकता से सत्यापित किया गया है?
Key concepts
- बिंदु आवेश
- व्युत्क्रम-वर्ग नियम
- अध्यारोपण
- विद्युत क्षेत्र सदिश
- परीक्षण आवेश
- सतत आवेश वितरण
Key theories
- व्युत्क्रम-वर्ग बल नियम
- बिंदु आवेशों के बीच का बल दूरी के व्युत्क्रम वर्ग के रूप में घटता है; उच्च-सटीकता वाले प्रयोग घातांक को 2 से एक अरबवें हिस्से से भी कम विचलित होने तक सीमित करते हैं, जो फोटॉन द्रव्यमान को सीमित करने के बराबर है।
- अध्यारोपण सिद्धांत
- कई आवेशों से कुल क्षेत्र प्रत्येक आवेश के क्षेत्रों का सदिश योग होता है जिसे व्यक्तिगत रूप से लिया जाता है, जो सतत वितरण के क्षेत्र के लिए समाकल अभिव्यक्तियों का आधार है।
Clinical relevance
क्षेत्र की अवधारणा और कूलम्ब अंतःक्रियाएं कण त्वरक, द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री, इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण और आवेशित अणुओं के बीच स्थिरवैद्युत बलों को समझने का आधार हैं।
History
कूलम्ब ने 1785 में अपने मरोड़-संतुलन (torsion-balance) के परिणाम प्रकाशित किए, हालांकि कैवेंडिश ने पहले एक आवेशित चालक के अंदर आवेश की अनुपस्थिति से व्युत्क्रम-वर्ग नियम का अनुमान लगाया था। 1830 के दशक में फैराडे के क्षेत्र-रेखा चित्र ने दूर से क्रिया (action-at-a-distance) को एक स्थानीय क्षेत्र के रूप में पुनः परिभाषित किया, एक ऐसा दृष्टिकोण जिसे मैक्सवेल ने समेकित किया।
Key figures
- Charles-Augustin de Coulomb
- Henry Cavendish
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- williams1971
Frequently asked questions
- विद्युत बल और विद्युत क्षेत्र में क्या अंतर है?
- विद्युत क्षेत्र स्रोत आवेशों द्वारा निर्मित अंतरिक्ष का एक गुण है, जिसे प्रति इकाई आवेश पर लगने वाले बल के रूप में परिभाषित किया जाता है; विद्युत बल वह है जो एक विशिष्ट आवेश वास्तव में उस क्षेत्र में रखे जाने पर अनुभव करता है, जो उसके आवेश और क्षेत्र के गुणनफल के बराबर होता है।
- व्युत्क्रम-वर्ग नियम कितनी सटीकता से ज्ञात है?
- आधुनिक प्रयोग घातांक के 2 से किसी भी विचलन को लगभग 10^9 के एक भाग से कम तक सीमित करते हैं, जो फोटॉन के विराम द्रव्यमान पर भी एक कठोर ऊपरी सीमा निर्धारित करता है।