கூலும் விதி

கூலும் விதி பற்றிய கட்டுரை

மின்னூட்டம் மற்றும் அதன் வகைகள் பற்றிய கட்டுரையில், ஒத்த மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்கும் என்றும், மாறுபட்ட மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும் என்றும் விளக்கப்பட்டுள்ளது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்கள் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்களை ஈர்க்கின்றன, நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்கள் நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்களை விலக்குகின்றன, மற்றும் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்கள் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்களை விலக்குகின்றன. இந்த நிகழ்வு, நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்கள் மற்றும் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்கள் மீது செயல்படும் மின்விசைகளின் இருப்பைக் காட்டுகிறது. மின்னூட்டம் பெற்ற பொருள்களுக்கு இடையேயான மின்விசையை எந்தெந்தக் காரணிகள் பாதிக்கின்றன?

பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் சார்லஸ் கூலும் (1736-1806), மின்னூட்டம் பெற்ற பொருட்களுக்கு இடையேயான மின் விசையின் அளவைப் பாதிக்கும் காரணிகளை ஆராய்வதற்காக 1780-களில் தொடர்ச்சியான சோதனைகளை நடத்தினார். கூலும் பயன்படுத்திய கருவியானது, ஈர்ப்பு மாறிலியை ஆராய்வதற்காக கேவென்டிஷ் பயன்படுத்திய முறுக்குச் சமநிலை எனப்படும் கருவியை ஒத்திருந்தது. கூலும் மின்சார விசையை ஆராய்ந்ததால், அவர் மின்னூட்டம் பெற்ற இரண்டு உலோகப் பந்துகளைப் பயன்படுத்தினார்; அதேசமயம் கேவென்டிஷ் ஈர்ப்பு விசையை ஆராய்ந்ததால், அவர் மின்னூட்டம் பெறாத நிறை கொண்ட இரண்டு பந்துகளைப் பயன்படுத்தினார்.

மின் விசையைப் பாதிக்கும் காரணிகள்

முறுக்குத் தராசைப் பயன்படுத்தி மேற்கொண்ட சோதனைகளின் அடிப்படையில், கூலும்ப் பல விஷயங்களைக் கண்டுபிடித்தார்.

இந்தச் சோதனையில், இரண்டு திடப் பந்துகளுக்கு இடையேயான தூரம் எப்போதும் சமமாக இருக்கும். திடப் பந்து 1-இன் மீதான மின்னூட்டத்தின் அளவு 1 ஆகவும், திடப் பந்து 2-இன் மீதான மின்னூட்டத்தின் அளவு 1 ஆகவும் இருக்கும்போது, ​​இரண்டு திடப் பந்துகளின் மீதும் செயல்படும் மின்விசை 1 ஆகும்.

ஒன்றின் மீதான மின்னூட்டத்தின் அளவு, Q ₁ , மற்றொன்றின் மீதான மின்னூட்டத்தின் அளவு, Q _{2 ,} ஆகியவற்றால் பெருக்கப்படுவதன் மதிப்பு (F ≈ q ₁ q ₂ ).

– இந்தச் சோதனையில், இரண்டு திடப் பந்துகளிலும் உள்ள மின்னூட்டங்களின் எண்ணிக்கை எப்போதும் சமமாக இருக்கும். இரண்டு திடப் பந்துகளுக்கு இடையேயான தூரம் ஒன்று எனில், இரண்டு திடப் பந்துகளின் மீதும் செயல்படும் மின்விசை 1 ஆகும். இரண்டு திடப் பந்துகளுக்கு இடையேயான தூரம் இரண்டு எனில், இரண்டு திடப் பந்துகளின் மீதும் செயல்படும் மின்விசை ¼ ஆகும். இரண்டு திடப் பந்துகளின் மீதும் செயல்படும் மின்விசையின் பருமை, தூரத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேர்மாறு விகிதத்தில் இருக்கும் (F ≈ 1 / r ² ) என்று கூலும் முடிவு செய்தார்.

கூலம்பின் சட்டம்

கூலும் விதி என்பது மின்சாரத்தின் விசை, மின்னூட்டம் மற்றும் மின்னூட்டங்களுக்கு இடையேயான தூரம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பை விளக்கும் இயற்பியல் விதிகளில் ஒன்றாகும். முந்தைய கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, கூலும் நடத்திய சோதனைகளின் அடிப்படையில் இந்த விதி உருவாக்கப்பட்டது.

ஒரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் மற்றொரு மின்னூட்டம் பெற்ற துகள் மீது செலுத்தும் விசையின் அளவு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும் என்று கூலும் விதி கூறுகிறது.

இரு துகள்களின் மின்னூட்டங்களின் பெருக்கற்பலன், அவற்றுக்கு இடையேயான தூரத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேர்மாறு விகிதத்தில் இருக்கும். இந்த விசை, இரு துகள்களையும் இணைக்கும் ஒரு நேர்க்கோட்டின் வழியே செயல்படுகிறது. ஒத்த மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்கும், அதேசமயம் மாறுபட்ட மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும்.

கூலும் விதியை கணிதச் சமன்பாடுகளில் வெளிப்படுத்தலாம்:

F ₁₂ = துகள் 1 மற்றும் துகள் 2 க்கு இடையேயான மின் விசை

q ₁ = துகள் 1 இன் மின் மின்னூட்டங்களின் அளவு

q ₂ = துகள் 2 இன் மின் மின்னூட்டங்களின் அளவு

r ₁₂ = துகள் 1 மற்றும் துகள் 2 க்கு இடையேயான தூரம்

F _{21 என்பது q 2} -இன் மின்னூட்டம் q ₁ -இன் மின்னூட்டத்தின் மீது செலுத்தும் விசையாகும் , அதேசமயம் F _{12 என்பது q 1 -இன் மின்னூட்டம் q 2} -இன் மின்னூட்டத்தின் மீது செலுத்தும் விசையாகும் . q ₁ மற்றும் q ₂ -இன் மின்னூட்டங்களின் வகைகள் ஒரே மாதிரியாக இல்லாதபோது F ₂₁ மற்றும் F _{12 ஒன்றையொன்று விலக்குகின்றன, மேலும் q 1} மற்றும் q ₂ -இன் மின்னூட்டங்களின் வகைகள் ஒரே மாதிரியாக இல்லாதபோது ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன.

F ₂₁ மற்றும் F ₁₂ ஆகியவை ஒரே எண்மதிப்பையும், எதிர் திசைகளையும் கொண்டு வெவ்வேறு பொருட்களின் மீது செயல்படுவதால், இவ்விரு விசைகளும் ஒரு ஜோடி செயல்-எதிர்வினை விசைகளாகும்.