Coulomb's Law ဘာသာရပ်တွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်များကြားရှိ အားကို လေ့လာခဲ့သည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းများကို ပြန်လည်သုံးသပ်ရာတွင် F = q E ညီမျှခြင်းမှတစ်ဆင့် ဖော်ပြထားသော Coulomb's Law ၏ အခြားပုံစံတစ်ခုကို ဆွေးနွေးခဲ့ပြီး F သည် လျှပ်စစ်အား၊ q သည် လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် E သည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းဖြစ်သည်။ Coulomb's Law သည် လျှပ်စစ်ဓာတ် (q) နှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း (E) အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ရှင်းပြသော ရူပဗေဒနိယာမတစ်ခုဟု ဆိုနိုင်သည်။
Gauss ၏ဥပဒေသည် လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအကြား ဆက်နွယ်မှုကို ရှင်းပြသည့် ရူပဗေဒဆိုင်ရာ နောက်ထပ်ဥပဒေတစ်ခုဖြစ်သည်။ Gauss ၏ဥပဒေကို ဂျာမန်သီအိုရီရူပဗေဒပညာရှင်နှင့် သင်္ချာပညာရှင် Carl Friedrich Gauss (1777–1855) မှ ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ လျှပ်စစ်အားသွင်းတစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော အားသွင်းမှုများမှ ဖြစ်ပေါ်လာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို Coulomb ၏ဥပဒေကို အသုံးပြု၍ အလွယ်တကူ တွက်ချက်နိုင်သော်လည်း လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများ ဖြန့်ဖြူးမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဆုံးဖြတ်နေပါက တွက်ချက်မှုသည် ပိုမိုရှုပ်ထွေးလာပါသည်။ Gauss ၏ဥပဒေသည် လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများ ဖြန့်ဖြူးမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဆုံးဖြတ်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသောနည်းလမ်းကို ပေးစွမ်းသည်။ ထို့အပြင်၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို သိရှိပါက၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် Gauss ၏ဥပဒေကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ အောက်ပါတွင် Gauss ၏ဥပဒေအတွက် သဘောတရားနှင့် ဖော်မြူလာကို ဆွေးနွေးထားသည် ။
ဘေးဘက်ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဘောလုံး၏အလယ်ဗဟိုတွင် အပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်တစ်ခုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါ။ ဘောလုံး၏အချင်းဝက်သည် R ဖြစ်ပါက ဘောလုံး၏မျက်နှာပြင်တစ်လျှောက် အားသွင်းမှုမှထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းအားသည် E = k Q / R ဖြစ်သည်။2 နှင့် စက်ဝိုင်း၏ မျက်နှာပြင်ဧရိယာသည် A = 4 π R ဖြစ်သည်2လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို မြင်ယောင်ရန်အတွက် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများကို ရေးဆွဲထားသော်လည်း ပုံတွင် လေးကြောင်းသာ ပြထားသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်သည် အပေါင်းဖြစ်သောကြောင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများကို လျှပ်စစ်ဓာတ်တည်ရှိရာ စက်ဝိုင်း၏အလယ်ဗဟိုမှ ထွက်ပေါ်လာသော ရေးဆွဲထားပြီး လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းတစ်ခုစီသည် ၎င်းဖြတ်သန်းသွားသော စက်ဝိုင်း၏မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် ဝေးလေ၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း သေးငယ်လေဖြစ်သောကြောင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများကြား အကွာအဝေးလည်း တိုးလာသည်။
ဘောလုံး၏ မျက်နှာပြင်ထဲသို့ ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို အောက်ပါဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်သည်။
ဖော်ပြချက်- Φ = လျှပ်စစ်စီးကြောင်း၊ Q = လျှပ်စစ်ဓာတ်၊ k = 9 x 10 9 N m 2 /C 2 , ε o (permittivity of free space) = 8,85 x 10 -12 C 2 /N m 2 , π = 3,14။ ဤညီမျှခြင်းအပေါ်အခြေခံ၍ ဂလိုဘယ်မျက်နှာပြင်ကိုဖြတ်သန်းသွားသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်း ( Φ ) သည် ၎င်းတွင်ပါဝင်သော လျှပ်စစ်ဓာတ်ပမာဏ (Q) နှင့် အချိုးကျပြီး ဂလိုဘယ်၏ အချင်းဝက် (R) ပေါ်တွင် မူတည်ခြင်းမရှိဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။
ညာဘက်ရှိပုံတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ် Q ပါရှိသော ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်လေးခုကို ပြသထားသည်။ ပထမမျက်နှာပြင်သည် လုံးဝိုင်းပြီး အခြားမျက်နှာပြင်များတွင် မညီမညာပုံသဏ္ဍာန်ရှိသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ်သည် အပေါင်းဖြစ်သောကြောင့် မြားလေးခုဖြင့်ကိုယ်စားပြုသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းများကို အားသွင်းမှုမှ ထွက်ပေါ်လာစေသည်။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းမျဉ်းလေးကြောင်းသည် လုံးဝိုင်းမျက်နှာပြင်နှင့် မညီမညာပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော အခြားမျက်နှာပြင်ကို ဖြတ်သန်းသွားသည်။ ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်တွင် လျှပ်စစ်စီးကြောင်း ဖော်ပြထားသည်မှာ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းဆိုသည်မှာ မျက်နှာပြင်ဧရိယာတစ်ခုကို ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများ ဖြစ်သည်။မျက်နှာပြင်လေးခုလုံးကို ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် အတူတူပင်ဖြစ်သောကြောင့် မျက်နှာပြင်လေးခုလုံးရှိ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် တန်ဖိုးတူညီသည်။ ဂလိုဘယ်မျက်နှာပြင်ကို ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် Φ = Q/ε နှင့် ညီမျှသည်။o ထို့ကြောင့် ပုံသဏ္ဍာန်မမှန်သော အခြားမျက်နှာပြင်များကို ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည်လည်း တန်ဖိုးတူညီစွာရှိစေရန်၊ ဆိုလိုသည်မှာ Φ = Q/εoဤရှင်းလင်းချက်ကို အခြေခံ၍ လျှပ်စစ်ဓာတ်ပါဝင်သော ပိတ်ထားသောမျက်နှာပြင်ထဲသို့ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် မျက်နှာပြင်၏ပုံသဏ္ဍာန်ပေါ်တွင် မူတည်ခြင်းမရှိကြောင်းနှင့် ၎င်း၏ပမာဏသည် Φ = 4 π k Q = Q/ε ဖြစ်သည်ဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည်။o.
ညာဘက်ရှိပုံသည် ပိတ်ထားသောမျက်နှာပြင်အတွင်းရှိ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှစ်ခုကို ပြသထားသည်။ လျှပ်စစ်ဓာတ် Q သည်1 နှင့် Q2 အပေါင်းလက္ခဏာဆောင်တဲ့အတွက် ပုံဖော်ထားမယ်ဆိုရင် အားသွင်းတစ်ခုစီမှာ မျက်နှာပြင်အတွင်းကနေ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်လာတဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းတစ်ခု ရှိပါတယ်။ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်စီးကြောင်းဟာ ပိတ်ထားတဲ့ မျက်နှာပြင်ကနေ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်လာတဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းတွေရဲ့ စုစုပေါင်းအရေအတွက် ဖြစ်ပါတယ်။ ဘာလို့လဲဆိုတော့ အားသွင်း Q ရဲ့ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းတွေဟာ1 Φ = Q ၏ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းနှင့် ညီမျှသည်1/εo နှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများ Q ၏ အားသွင်းကြိုးများ2 Φ = Q ၏ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းနှင့် ညီမျှသည်2/εo ထို့နောက် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းစုစုပေါင်းအရေအတွက်သည် Q နှင့်ညီမျှသည်။1/εo + မေး2/εo = ၁/εo (Q1 + မေး2).
ဤရှင်းလင်းချက်အပေါ်အခြေခံ၍ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် ပိတ်ထားသောမျက်နှာပြင်ရှိ စုစုပေါင်းလျှပ်စစ်ဓာတ်၏ 1/ε o ဆ ဖြစ်သည်ဟု ကောက်ချက်ချနိုင်သည် ။ ဤဖော်ပြချက်သည် Gauss ၏ဥပဒေဖြစ်သည်။ သင်္ချာနည်းအရ-
Φ စုစုပေါင်း = 1/ε o (Q စုစုပေါင်း ) ———- Gauss ၏ ဥပဒေ ညီမျှခြင်း
Q စုစုပေါင်းဆိုသည်မှာ ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်အတွင်းရှိ လျှပ်စစ်အားသွင်း စုစုပေါင်းပမာဏဖြစ်သည်။ ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်အပြင်ဘက်တွင် လျှပ်စစ်အားသွင်းတစ်ခုရှိပါက ၎င်းထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် သုညဖြစ်သောကြောင့် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းမရှိပါ။ လျှပ်စစ်စီးကြောင်းသည် သုညဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အားသွင်းမှုမှ စတင်သော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းလိုင်းများသည် ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်ထဲသို့ ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်ပြီးနောက် ပြန်လည်ထွက်ခွာသွားသောကြောင့် ရလဒ်စီးကြောင်းသည် သုညဖြစ်သည်။ Gauss ၏ ဥပဒေတွင် ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်သည် လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများမှ ထုတ်ပေးသော လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို တွက်ချက်ရန် တင်ပြထားသော စိတ်ကူးယဉ်မျက်နှာပြင်တစ်ခုဖြစ်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများသည် တကယ့်ပိတ်ထားသော မျက်နှာပြင်အတွင်းတွင် ရှိရန်မလိုအပ်ပါ။ လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများ၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကို သိရှိပါက Gauss ၏ ဥပဒေကို လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဆုံးဖြတ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည် သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို သိရှိပါက လျှပ်စစ်အားသွင်းမှုများ၏ ဖြန့်ဖြူးမှုကို ဆုံးဖြတ်ရန်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။ ပြဿနာအမျိုးမျိုးကို ဖြေရှင်းရန် Gauss ၏ ဥပဒေကို အသုံးပြုခြင်းကို Gauss ၏ ဥပဒေကို အသုံးပြု၍ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဆုံးဖြတ်ခြင်း ဆောင်းပါးတွင် ရှင်းပြထားသည် ။
