fizik

Elektormagnetizmanın temelinde elektrik yükü kavramı vardır. elektrik yüklerinin varlığı eski Yunan zamanından beri biliniyordu, ancak ayrıntılı deneysel araştırmalar 1600 yıllarında Gilbert tarafından yapılmaya başlandı. Elektrik yükü hakkında bilinen genel deneysel gerçekler aşağıdaki gibi özetlenebilir:

1.     Elektrik yükü madde içinde taşınır.

2.     Geleneksel olarak pozitif ve negatif olarak isimlendirilen iki tür yük vardır. genellikle cisimler, taşıdıkları negatif ve pozitif yükler birbirlerini dengeledikleri için yüksüz görünürler. Cisimlerde pozitif yükler protonlar, negatif yükler elektronlar tarafından taşınır . doğuda yükler daima (+e), (-e) olarak toplam yük sıfır olmak üzere yeralırlar.

3.     Durgun iki nokta yük arasındaki kuvvet noktaları birleştiren doğru boyuncadır.

4.     Kuvvetin büyüklüğü, r iki nokta arasındaki uzaklık olmak üzere r^-n ile orantılıdır. n = 2 ± 1  10^-9 olarak bilinmektedir; n = 2 olduğuna inanmamak için hiçbir neden yoktur.

5.     Elektrostatik kuvvet, q_a  ve  q_b nokta yüklerin taşıdığı yük miktarları olmak üzere q_aq_b ile orantılıdır. (q_aq_b) negatif  ise kuvvet çekici (q_aq_b) pozitif ise iticidir.

Yukarıda listelenen deneysel gerçeklerin matematiksel ifadesi Coulomb yasasıdır:

q_a

0

                                                                              (1)

burada  q_b   nin   q_q    ya  uygulandığı kuvvet ve  q_b  den  q_a  ya giden vektördür. (1.1) denklemi rasyonalize MKSA (SI) birimler sisteminde yazılmıştır ve deneyle tayin edilen t, sabitine “boşluğun geçirgenliği” adı verilir:

        e_s = 8.854187817  10¹²  F m^-1 (/N^-1 C² m^-2)

            @ 10^-9 / (36p) Fm^-1                                                                                        (2)

(1.1) bağıntısı, farklı noktaları vurgulamak için değişik biçimlerde yazılabilir: Örneğin yasadaki 1/r² bağımlılığını vurgulamak için,

                                                                                                     (3)

yazılabilir, burada    q_b  den q_a  ya yönelik birim vektördür. Aynı bağıntıda kuvvetin yer vektörlerine bağlılığını açık olarak görmek için,

                                                                                             (4)

yazılabilir.