庫侖定律實驗的研究方法

A. 扭秤實驗的庫侖定律的驗證

法國物理學家庫侖於1785年利用他發明的扭秤實驗，測定了電荷之間的作用力。庫侖在實驗中發現靜電力與距離平方成反比，同時他也認識到了靜電力與電量的乘積成正比，從而得到了完整的庫侖定律。庫侖定律第一次打開了電的數學理論的大門，使靜電學進入了定量研究的新階段，也為泊松等人發展電學理論奠定了基礎。庫侖還曾用扭秤證明了地磁場對磁針有力矩的作用，力矩大小與磁針對子午線偏斜角的正弦成正比，這構成了磁矩概念的基礎。
庫侖定律是一有關基本力的的定律，它的指數是否精確為2，關繫到高斯定理是否正確，因此兩百多年來，它的正確性不斷經歷著實驗的考驗。
庫倫曾用扭秤裝置做過大量實驗工作，但值得注意的是，在精度方面遠不如萬有引力定律的扭秤實驗。試驗中的帶電小球都是有限大的帶電體，兩帶電體之間的距離不可能很大，，因此將兩帶電小球視為點電荷就不夠精確，同時兩球上的電荷分布互有影響，特別是兩帶電球之間的距離也無法精確測定，而且還存在漏電現象。因此設分母中r的指數為2+δ，庫倫本人的實驗誤差是δ≤0.04，即庫侖定律表示為F=[k*q(1)*q(2)]/r^(2±0.04)。英國科學家卡文迪許於1773年測得δ≤0.02。
後人曾改進實驗裝置來驗證庫侖定律。
由於萬有引力定律於庫侖定律之間的相似性，扭秤實驗不失為一種同用的方法。