库仑定律实验的研究方法

A. 扭秤实验的库仑定律的验证

法国物理学家库仑于1785年利用他发明的扭秤实验，测定了电荷之间的作用力。库仑在实验中发现静电力与距离平方成反比，同时他也认识到了静电力与电量的乘积成正比，从而得到了完整的库仑定律。库仑定律第一次打开了电的数学理论的大门，使静电学进入了定量研究的新阶段，也为泊松等人发展电学理论奠定了基础。库仑还曾用扭秤证明了地磁场对磁针有力矩的作用，力矩大小与磁针对子午线偏斜角的正弦成正比，这构成了磁矩概念的基础。
库仑定律是一有关基本力的的定律，它的指数是否精确为2，关系到高斯定理是否正确，因此两百多年来，它的正确性不断经历着实验的考验。
库伦曾用扭秤装置做过大量实验工作，但值得注意的是，在精度方面远不如万有引力定律的扭秤实验。试验中的带电小球都是有限大的带电体，两带电体之间的距离不可能很大，，因此将两带电小球视为点电荷就不够精确，同时两球上的电荷分布互有影响，特别是两带电球之间的距离也无法精确测定，而且还存在漏电现象。因此设分母中r的指数为2+δ，库伦本人的实验误差是δ≤0.04，即库仑定律表示为F=[k*q(1)*q(2)]/r^(2±0.04)。英国科学家卡文迪许于1773年测得δ≤0.02。
后人曾改进实验装置来验证库仑定律。
由于万有引力定律于库仑定律之间的相似性，扭秤实验不失为一种同用的方法。