クーロンの法則

1600年から1800年にかけての間は、電気現象の基礎的な特性が研究、究明された時代であった。1700年代末になると、電気の強さ、電気量、静電容量などの概念が明確にされ、数学的な表現がされるようになってきた。1770年にクーロンは、微小な力が測定できる捻じり秤を発明している。この原理を用いて、針金に金属球を固定し、二つの球に同種電気を与えて、斥力によるモーメントと捻じりトルクの釣り合いから、電気力を測定し、電荷の間に引力と反発力に逆二乗の法則が適用できることを発見した(1785)。

クーロンの法則は、微小な帯電体が十分な距離を離して配置されたときに、

1. 同種の電荷では斥力が、異種の電荷では引力が働く
2. 帯電体に働く力の大きさは、それぞれの持つ電荷の積に比例する
3. 帯電体に働く力の大きさは、帯電体の距離の二乗に反比例する
4. 帯電体に働く力のおおきさ方向は、帯電体を結んだ直線に沿っている

であり、これを式で表現すると、

である。周りの媒質を真空と考え、Q[C],r[m],F[N]とすれば、Kは次の式である。