库仑定律的发现
库仑定律的发现
库仑定律的发现现在物理学思想,与传统物理学思想的最大不同是：前者是解释和预测宇宙的现象，后者是揭示宇宙的“本质”.解释和预测宇宙的现象就是：按人类业已形成的数理逻辑体系，解释和预测宇宙.在现代物理学基础理论中，一般所使用的物理学基本原理，不可能在实验中得到验证，只能验证由这些物理学基本原理，产生的物理学理论所带来的实际效应（在经典物理学中叫物理“现象”）. 因此，我们可以用这样或那样的基本原理，建立这样或那样的理论.在“众多”的“正确”理论中，我们可能淘汰一部分，只留下少数几种，甚至只保留一种.淘汰的标准就是理论的扩展性，或叫理论的普适性、广泛性，因为我们力求用尽量少的基本原理，解释尽量多的宇宙现象，这是一个涉及物理学中美学范畴的问题. 这种思想看起来带有浓重的人性化色彩（即主观性），带有强烈的“强人择原理”味道.这不仅有人会问：宇宙为什么要符合我们建立的数理逻辑？这又变成一个哲学问题了，回答只能是：因为他是我们是我们的宇宙，既然她孕育了我们，就应该让我们以自己的方式来了解她.恩格斯说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假设.” 【1】假设电荷是虚数的iQ ±.因为电荷无法直接测量，粒子携带电荷的大小，只能从作用力来推算，所以，不必拒绝虚数单位.设两个粒子各带电荷21,iQ iQ ，两个粒子之间电力满足库仑公式：221R Q Q k F =,此时应该把库仑定律微调，就是电荷带上虚数符号i.当1Q 与2Q 都为正电荷，则：2121Q Q iQ iQ -=⨯，此时电力为负，相斥.当1Q 与2Q 都为负电荷，则：()()2121Q Q Q i Q i -=-⨯-，此时电力为负，相斥.当1Q 与2Q 一正一负，则：()2121Q Q iQ Q i =⨯-，或者：()2121Q Q Q i iQ =-⨯此时电力F 为总为正，相吸.电力总体规律表现为：同性相斥，异性相吸.这个明显的规律性现代物理并没有给出合理的解释，而一旦把电荷看作是虚数物理量，电作用规律再显然不过.最早提出电力平方反比定律的是Priestley . Priestley 的好友富兰克林曾观察到放在金属杯中的软木小球完全不受金属杯上电荷的影响, 他把这现象告诉了Priestley, 希望他重做此实验. 1766年, Priestley 做了富兰克林提出的实验, 他使空腔金属容器带电, 发现其内表面没有电荷, 而且金属容器对放于其内部的电荷明显地没有作用力.他立刻想到这一现象与万有引力的情况非常相似.因此他猜想电力与万有引力有相同的规律, 即两个电荷间的作用力应与他们之间距离的平方成反比.在1767年Priestley写了一本《电的历史和现状》. 1769年, 爱丁堡的John Robison 首先用直接测量方法确定电力的定律, 他得到两个同号电荷的排斥力与其距离的2.06次方成反比.他推断正确的电力定律是平方反比律,他的研究结果是多年之后(1801年)发表才为人所知.1772年英国物理学家 Cavendish 遵循Priestley的思想以实验验证了电力平方反比定律.他将一个金属球形容器固定在一绝缘支柱上.用玻璃棒将两个金属半球固定在铰链于同一轴的两个木制框架, 使这两个半球构成与球形容器同心的绝缘导体球壳.用一根短导线连接球形容器和两个半球, 利用一根系于短导线上的丝线来移动导线.Cavendish先用短导线使球形容器与两半球相连.用莱顿瓶使两半球带电, 莱顿瓶的电位可事先测定, 随后通过丝线将短导线抽去.再将两半球移开, 并使之放电.然后用当时最准确的木髓球静电计检测球形容器上的带电状态.静电计并未检测到球形容器上有任何带电的迹象.他用实验和计算的方法得出电力与距离成反比的方次与2的差值不大于0.02.Cavendish的实验得出的定量结果与十三年后(1785年) Coulomb用扭秤直接测量所得的结果的准确度相当，但他的研究成果都没有发表.是一百年后Maxwell整理 Cavendish的大量手稿时才将上述结果公诸于世的.最为著名的是法国物理学家Coulomb的研究工作. Coulomb曾从事毛发和金属丝扭转弹性的研究, 这导致他在1777年发明了后来被称为Coulomb秤的扭转天平或扭秤. 1784年Coulomb发表论文, 介绍他发现的扭转力与线材直径、长度、扭转角度以及与线材物理特性有关的常数之间的关系，还介绍了用扭秤测量各种弱力的方法.同年， Coulomb响应法国科学院有赏征集研究船用罗盘，他的科学生涯开始从工程、建筑转向电、磁的研究.1785年Coulomb设计制作了一台精确的扭秤, 用扭秤实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律,用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律.他的实验误差偏离平方为 4×10－2 . Coulomb的研究工作得到了普遍的承认, 而平方反比定律也就以Coulomb的名字（ Coulomb`s law）来命名了.经典的引力公式和电力公式是： F引 = Gm2/r2 （1） F电 = Kq2/r2（2），其中，引力常数G = 6.673×10-8达因厘米2/克2，电力常数K = 8.988×1018达因厘米2/库仑2.G和K 都是实验值，它们各自有着复杂的量纲和远离1的系数，在两者之间看不出有什么内在的联系.我们期待，如果用最基本的自然常数组合取代经典的引力公式和电力公式中的系数，那么这两个物理公式之间的联系就会自然地浮现在我们面前.引力场依赖于两次微分.但是电磁场在特殊的情形下也满足两次微分的形式.此时，∑A μdx μ=0；同时还有许多性质，如旋度为零，散度等于电荷的平均密度.这正是静电场的形式，而所谓的电磁场则是这类特殊形式破缺的结果.引力场也是conservative force field ，引力线也不是闭合线，circulation theorem 依然成立.由于Gauss ，theorem 与Coulomb ,s law 的实质都是电力与距离的平方成反比，两者是完全等价的，正如《费曼物理学讲义》卷2中指出：“Gauss ， theorem 只不过是用一种不同的形式来表述两电荷间的Coulomb ,s law.它们是完全等价的，只要我们记住电荷之间的作用力是径向的.”这里“电荷之间的作用力是径向的”是空间旋转对称性的必然结果.由电磁理论知，静电荷周围存在静电场 E ，当电荷以速度v ( v << c ) 运动时，其周围除存在电场外，还存在与电荷运动有关的磁场B ，电场场强与磁感应强度的数学表达式为：电场 E qr r k qr r ==14033πε ①磁场②库仑定律仅仅适用于真空中两个相对静止的点电荷之间的相互作用.历史上对库仑定律的检验是用ε表征的，它的定义是：F ＝k q1q2r2+ε，其中ε表征了电的相互作用力对反平方定律的偏离程度.到目前为止，检验库仑定律的实验所确立的最好上限是；ε≤6×10-16.表1 历史上各次实验的结果参考文献：【1】恩格斯《自然辩证法》于光远等编译，第24页。
库仑定律的发现
库仑定律的发现和验证库仑定律是电磁学的基本定律之一。
它的建立既是实验经验的总结，也是理论研究的成果。
特别是力学中引力理论的发展，为静电学和静磁学提供了理论武器，使电磁学少走了许多弯路，直接形成了严密的定量规律。
从库仑定律的发现可以获得许多启示，对阐明物理学发展中理论和实验的关系，了解物理学的研究方法均会有所裨益。
卡文迪什（Henry Cavendish ，1731～1810）。
他在1773年用两个同心金属壳作实验，如图2－1。
外球壳由两个半球装置而成，两半球合起来正好形成内球的同心球。
卡文迪什这样描述他的装置：“我取一个直径为12.1英寸的球，用一根实心的玻璃棒穿过中心当作轴，并覆盖以封蜡。
……然后把这个球封在两个中空的半球中间．半球直径为13.3英寸，1/20英寸厚。
……然后，我用一根导线将莱顿瓶的正极接到半球，使半球带电。
”卡文迪什通过一根导线将内外球联在一起，外球壳带电后，取走导线，打开外球壳，用木髓球验电器试验内球是否带电。
结果发现木髓球验电器没有指示，证明内球没有带电，电荷完全分布在外球上。
卡文迪什将这个实验重复了多次，确定电力服从平方反比定律，指数偏差不超过0.02。
卡文迪什这个实验的设计相当巧妙。
他用的是当年最原始的电测仪器，却获得了相当可靠而且精确的结果。
他成功的关键在于掌握了牛顿万有引力定律这一理论武器，通过数学处理，将直接测量变为间接测量，并且用上了示零法精确地判断结果，从而得到了电力的平方反比定律。
卡文迪什为什么要做这个实验呢？话还要从牛顿那里说起。
牛顿在研究万有引力的同时，还对自然界其他的力感兴趣。
他把当时已知的三种力——重力、磁力和电力放在一起考虑，认为都是在可感觉的距离内作用的力，他称之为长程力（long-range force ）。
他企图找到另外两种力的规律，但都未能如愿。
磁力实验的结果不够精确。
他在《原理》的第三篇中写道：“重力与磁力的性质不同。
……磁力不与所吸引的物质的量成比例。
历史的无名簿 科学的优先权——库仑定律的发现
●
却认定 电力 定律 叫库仑定 律 ， 这就是 科学 发 明上
常遇 到的 问题 —— 科 学 家 的优 先 权 。 否 取得 能 科学 的领先 权要 看 其 所 发表 的科 学 成 果 是 否 为 他人 所利用 。 卡文迪 许虽 然在 自己 的笔 记 本 中 早 已 记下 了他 那卓越 的记 录 ， 从未发 表过 他 的实验 方 法 但 和研 究成 果 ， 因此他 失 去 了领 先权 ， 至一 个 多 直 世 纪后在 １ １ ８ ９年麦克 斯韦 才使他 的实 验 笔记 重 见 天 日。 克 斯 韦指 出 “ 些论 文 证 明 卡文 迪 许 麦 这
均匀空 心球 壳 内检 验 电荷 所受 电力 为零 作 了证 明 ， 没有考 虑 和推广 至带 电金属 杯不 是球 体 的 但
情 况 。 ７ ７年 在 伦敦 发表 了他 的结论 ， 许 是 因 １６ 也
为他对 自己的 主张论 证不够 充分 ， 似乎 没有 受到 同 时代 的其 他科 学家 的注 意 。 １６ ７ ９年爱 丁堡 的科 学 家 鲁宾 逊 通
的精确 限度 ， 称 ”一 定 在 １ ９ ’ ２ ０ 宣 ． ８～ ． ２之 间 ， １７ ７ ３年底 前 他 虽 完 成 了一 系 列实 验 ， 没 有 把 但
它 发表 。
法拉 第 、 克斯 韦等 科 学 家 所 做 过 的 实 验 ， 麦
库 仑在 ｌ ８ 年和 １ ８ 年发 表 了一系列 有关 ７８ ７９ 电力定 律 的研究论 文 ， 发 明了库仑 扭秤 并 用两 他 种 截然 不 同的实验 来 检验 了他 的研 究结 果 。 １３ ８ ８年法 拉 第 ，８ ０年麦 克斯 韦 等科 学 家 １７
ｒ
ｒ
１６ ７ ０年 伯努 利猜 测指数 ｎ＝ ２ 他没有 证 明 ，
库仑定律的发现过程与启示
库仑定律的发现过程与启示0703100226 易海涛07材控02班库仑定律可以说是一个实验定律，也可以说是牛顿引力定律在电学和磁学中的“推论”。
如果说它是一个实验定律，库仑扭称实验起到了重要作用，而电摆实验则起了决定作用；即便是这样，库仑仍然借鉴了引力理论,模仿万有引力的大小与两物体的质量成正比的关系,认为两电荷之间的作用力与两电荷的电量也成正比关系。
如果说它是牛顿万有引力定律的推论，那么普利斯特利和卡文迪许等人也做了大量工作。
因此，从各个角度考察库仑定律，重新准确的对它进行认识，确实是非常必要的。
一、科学家对电力的早期研究人类对电现象的认识、研究，经历了很长的时间。
直到16世纪人们才对电的现象有了深入的认识。
吉尔伯特比较系统地研究了静电现象，第一个提出了比较系统原始理论，并引人了“电吸引”这个概念。
但是吉尔伯特的工作仍停留在定性的阶段，进展不大。
18世纪中叶，人们借助于万有引力定律，对电和磁做了种种猜测。
18世纪后期,科学家开始了电荷相互作用的研究。
富兰克林最早观察到电荷只分布在导体表面。
普利斯特利重复了富兰克林的实验，在《电学的历史和现状》一书中他根据牛顿的《自然哲学的数学原理》最先预言电荷之间的作用力只能与距离平方成反比。
虽然这个思想很重要，但是普利斯特利的结论在当时并没有得到科学界的重视。
在库仑定律提出前有两个人曾作过定量的实验研究，并得到明确的结论。
可惜，都没有及时发表而未对科学的发展起到应有的推动作用。
一位是英国爱丁堡大学的罗宾逊，认为电力服从平方反比律，并且得到指数n=2.06，从而电学的研究也就开始进行精确研究。
不过，他的这项工作直到1801年才发表。
另一位是英国的卡文迪许。
1772～1773年间，他做了双层同心球实验，第一次精确测量出电作用力与距离的关系。
发现带电导体的电荷全部分布在表面而内部不带电。
卡文迪许进一步分析，得到n=20.02。
他的这个同心球实验结果在当时的条件下是相当精确的。
库仑法原理
库仑法原理库仑法原理是电磁学中的一个基本定律，它描述了电荷之间的相互作用。
这个定律由法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·德库仑于18世纪末发现，并被称为库仑定律。
库仑法原理是电磁学的基础，对于理解和研究电荷和电场之间的相互作用具有重要意义。
库仑法原理可以简单地表述为：两个电荷之间的相互作用力与它们之间的距离成反比，与它们的电荷量的乘积成正比。
具体地说，如果两个电荷之间的距离增加一倍，相互作用力就会减小为原来的1/4；而如果两个电荷之间的距离减小为原来的1/2，相互作用力就会增大为原来的4倍。
这种反比关系体现了电荷之间的静电相互作用。
库仑法原理的数学表达式是F = k * (|q1| * |q2|) / r^2，其中F是两个电荷之间的相互作用力，k是一个常数，q1和q2是两个电荷的电荷量，r是它们之间的距离。
这个公式揭示了库仑法原理的定量关系。
库仑法原理的应用非常广泛。
在静电学中，我们可以利用库仑法原理来计算电荷之间的相互作用力，从而研究电荷的分布和电场的性质。
在电动力学中，库仑法原理也是基础定律之一，可以用来解释电磁感应和电磁波的传播。
除了理论研究，库仑法原理还有许多实际应用。
例如，它可以用来解释静电现象和带电物体之间的相互作用。
在静电喷涂、静电除尘等工艺中，库仑法原理被广泛应用。
此外，库仑法原理还可以用来研究离子束加速器、粒子加速器等高能物理实验装置的设计和原理。
库仑法原理不仅在电磁学中有重要地位，还与其他学科有着紧密联系。
在原子物理和化学中，库仑法原理被用来解释原子核的结构和化学键的形成。
在生物学中，库仑法原理也有重要应用，例如在研究电荷对生物大分子的相互作用和蛋白质折叠等方面。
库仑法原理是电磁学中的一个基本定律，描述了电荷之间的相互作用。
它的发现和应用对于理解和研究电磁现象具有重要意义。
通过库仑法原理，我们可以深入了解电荷和电场的性质，推动科学技术的发展和应用。
库仑定律的发现和验证
库仑定律的发现和验证库仑定律是电磁学的基本定律之一。
它的建立既是实验经验的总结，也是理论研究的成果。
特别是力学中引力理论的发展，为静电学和静磁学提供了理论武器，使电磁学少走了许多弯路，直接形成了严密的定量规律。
从库仑定律的发现和验证可以获得许多启示，对阐明物理学发展中理论和实验的关系，了解物理学的研究方法均会有所裨益。
一． 库仑定律的发现1.1 从万有引力得到的启示18世纪中叶，牛顿力学已经取得辉煌胜利，人们借助于万有引力的规律，对电力和磁力作了种猜测。
德国柏林科学院院士爱皮努斯(F.U.T. Aepinus, 1724-1802)1759年对电力作了研究。
他在书中假设电荷之间的斥力和吸力随带电物体的距离的减少而增大，于是对静电感应现象作出了更完善的解释。
不过，他并没有实际测量电荷间的作用力，因而只是一种猜测。
1760年，D.伯努利首先猜测电力会不会也跟万有引力一样，服从平方反比定律。
他的想法显然有一定的代表性，因为平方反比定律在牛顿的形而上学自然观中是很自然的观念，如果不是平方反比，牛顿力学的空间概念就要重新修改。
富兰克林的空罐实验(也叫冰桶实验)对电力规律有重要启示。
1755年，他在给兰宁(John Lining)的信中，提到过这样的实验：“我把一只品脱银罐放在电支架(按：即绝缘支架)上，使它带电，用丝线吊着一个直径约为1英寸的木椭球，放进银罐中，直到触及罐的底部，但是，当取出时，却没有发现接触使它带电，象从外部接触的那样。
”富兰克林的这封信不久跟其他有关天电和尖端放电等问题的信件，被人们整理公开发表流传甚广，很多人都知道这个空罐实验，不过也和富兰克林一样，不知如何解释这一实验现象。
图1 富兰克林像图2 普利斯特列像富兰克林有一位英国友人，名叫普利斯特利(Joseph Priestley, 1733—1804)，是化学家，对电学也很有研究。
富兰克林写信告诉他这个实验并向他求教。
普利斯特利专门重复了这个实验，在1767年的《电学历史和现状及其原始实验》一书中他写道1：“难道我们就不可以从这个实验得出结论：电的吸引与万有引力服从同一定律，即距离的平方，因为很容易证明，假如地球是一个球壳，在壳内的物体受到一边的吸引作用，决不会大于另一边的吸引。
库仑定律-高中物理
库仑定律库仑定律（英文：Coulomb's law）：是电磁场理论的基本定律之一。
真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线，同名电荷相斥，异名电荷相吸。
公式：F=k*(q1*q2)/r^2 。
库仑定律成立的条件：真空中；静止；点电荷。
（静止是在观测者的参考系中静止，中学计算一般不做要求）库仑定律：法国物理学家查尔斯·库仑于1785年发现，因而命名的一条物理学定律。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。
因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。
库仑定律阐明，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力与距离平方成反比，与电量乘积成正比，作用力的方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
真空中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1.Q2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。
同种电荷相斥，异种电荷相吸。
上述结论可表示为F=KQ1.Q2/r²，式中，K是静电常量。
如果各个物理量都采用国际制单位，即电荷量的单位用C(库)，力的单位用N，距离的单位用m,则K=9.0×910N·m²/C²定义：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力，与它们的距离的2次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
验证:库仑定律是1784年至1785年间法国物理学家查尔斯·库仑通过扭秤实验总结出来的。
物理意义(1)描述点电荷之间的作用力，仅当带电体的半径远小于两者的平均距离，才可看成点电荷(2）描述静止电荷之间的作用力，当电荷存在相对运动时，库仑力需要修正为电磁力（Lorentz力）。
但实践表明，只要电荷的相对运动速度远小于光速c，库仑定律给出的结果与实际情形很接近。
注意事项(1)库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作用力，非点电荷间的相互作用力,库仑定律不适用。
库仑定律的发现过程与启示
的 实 验 结果 也 不 是 最精 确 的 。我 们 之 所 以 把 平 方 反 比定 律 称 为 库 仑定 律 是 因 为库 仑 结 束 了 电 学 发 展的 第 一 个时 期 。库 仑 的 工 作 使 静 电 学臻 于高 度 完 善 。 电量 的单 位 也 是 为 了纪 念 库 仑 而 以他 的名 字 命 名 的 。 库 仑 定 律 不 仅 是 电磁 学 的 基 本 定 律 ， 也 是 物 理 学 的 基本 定 律 之 一 。 库 仑定 律 阐 明 了带 电 体 相 互 作 用 的规 律 ， 定 了静 电 决 场 的性 质 ， 为整个 电磁学 奠定 了基础 。 也 库 仑从 １ ７ ７年 起 就 致 力 于 把 超 距 作 用 引 ７ 入 磁 学 和 电 学 。 他 认 为静 电力 和 静 磁 力都 来 自远 处 的 带 电 体和 荷 磁 体 ， 不存 在 什 并 么 电流 体 和 涡 旋 流 体对 带 电物 质 和 磁体 的 冲 击 ， 些 力 都 符 合 牛 顿 的 万 有 引 力定 律 这 所 确 定 的 关 系 。 库 仑 提 供 了精 密 的 测 量 ， 排 除 了 关于 电本 性 的一 切思 辩 。库 仑 的 工 作 对法 国物 理 学 家 的 影 响还 可 以 从 稍后 的 拉普 拉 斯 的物 理 学 简 略 纲领 得 到 证 实 。 这 个 物理 学简 略 纲 领 最 基 本 的 出发 点 是 把 一 切 物理 现 象 都 简 化 为 粒 子 间 吸 引力 和 排 斥 力 的 现 象 ， 或 磁 的 运 动 是 荷 电 粒 子 或 荷 电 磁 粒 子 之 间 的 吸 引 力 和 排 斥 力 产 生 的 效 应 。这 种 简 化便 于把 分 析 数 学 的 方法 运 用 干 物 理 学 。 因此 ， 论 物 理 学 首 先 能 在 法 理
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库仑定律的发现和验证库仑定律是电磁学的基本定律之一。
它的建立既是实验经验的总结，也是理论研究的成果。
特别是力学中引力理论的发展，为静电学和静磁学提供了理论武器，使电磁学少走了许多弯路，直接形成了严密的定量规律。
从库仑定律的发现可以获得许多启示，对阐明物理学发展中理论和实验的关系，了解物理学的研究方法均会有所裨益。
卡文迪什（Henry Cavendish ，1731～1810）。
他在1773年用两个同心金属壳作实验，如图2－1。
外球壳由两个半球装置而成，两半球合起来正好形成内球的同心球。
卡文迪什这样描述他的装置：“我取一个直径为12.1英寸的球，用一根实心的玻璃棒穿过中心当作轴，并覆盖以封蜡。
……然后把这个球封在两个中空的半球中间．半球直径为13.3英寸，1/20英寸厚。
……然后，我用一根导线将莱顿瓶的正极接到半球，使半球带电。
”卡文迪什通过一根导线将内外球联在一起，外球壳带电后，取走导线，打开外球壳，用木髓球验电器试验内球是否带电。
结果发现木髓球验电器没有指示，证明内球没有带电，电荷完全分布在外球上。
卡文迪什将这个实验重复了多次，确定电力服从平方反比定律，指数偏差不超过0.02。
卡文迪什这个实验的设计相当巧妙。
他用的是当年最原始的电测仪器，却获得了相当可靠而且精确的结果。
他成功的关键在于掌握了牛顿万有引力定律这一理论武器，通过数学处理，将直接测量变为间接测量，并且用上了示零法精确地判断结果，从而得到了电力的平方反比定律。
卡文迪什为什么要做这个实验呢？话还要从牛顿那里说起。
牛顿在研究万有引力的同时，还对自然界其他的力感兴趣。
他把当时已知的三种力——重力、磁力和电力放在一起考虑，认为都是在可感觉的距离内作用的力，他称之为长程力（long-range force ）。
他企图找到另外两种力的规律，但都未能如愿。
磁力实验的结果不够精确。
他在《原理》的第三篇中写道： “重力与磁力的性质不同。
……磁力不与所吸引的物质的量成比例。
……就其与距离的关系，并不是随距离的平方而是随其三次方减小。
这是我用粗略的试验所测的结果。
”至于电力，他也做过实验，但带电的纸片运动太不规则，很难显示电力的性质。
在长程力之外，他认为还有另一种力，叫短程力（short-range force ）。
他在做光学实验时，就想找到光和物质之间的作用力（短程力）的规律，没有实现。
他甚至认为还有一些其他的短程力，相当于诸如聚合、发酵等现象。
卡文迪什和米切尔的工作牛顿的思想在卡文迪什和另一位英国科学家米切尔的活动中得到了体现。
米切尔是天文学家，也对牛顿的力学感兴趣。
在1751年发表的短文《论人工磁铁》中，他写道：“每一磁极吸引或排斥，在每个方向，在相等距离其吸力或斥力都精确相等……按磁极的距离的平方的增加而减少，”他还说：“这一结论是从我自己做的和我看到别人做的一些实验推出来的。
……但我不敢确定就是这样，我还没有做足够的实验，还不足以精确地做出定论。
”既然实验的根据不足，为什么还肯定磁力是按距离的平方成反比地减少呢？甚至这个距离还明确地规定是磁极的距离，可是磁极的位置又是如何确定的呢？显然，是因为米切尔先已有了平方反比的模式。
在米切尔之前确有许多人步牛顿的后尘研究磁力的规律，例如：哈雷（1687年）、豪克斯比、马森布洛克等人都做过这方面的工作，几乎连绵百余年，但都没有取得判决性的结果。
米切尔推断磁力平方反比定律的结论可以说是牛顿长程力思想的胜利，把引力和磁力归于同一形式，促使人们更积极地去思考电力的规律性。
米切尔和卡文迪什都是英国剑桥大学的成员，在他们中间有深厚的友谊和共同的信念。
米切尔得知库仑发明扭秤后，曾建议卡文迪什用类似的方法测试万有引力。
这项工作使卡文迪什后来成了第一位直接测定引力常数的实验者。
正是由于米切尔的鼓励，卡文迪什做了同心球的实验。
图2－1为卡文迪什两个同心金属壳作实验但是卡文迪什的同心球实验结果和他自己的许多看法，却没有公开发表。
直到19世纪中叶，开尔文（即W ．汤姆生）发现卡文迪什的手稿中有圆盘和同半径的圆球所带电荷的正确比值，才注意到这些手稿的价值，经他催促，才于1879年由麦克斯韦整理发表。
卡文迪什的许多重要发现竟埋藏了一百年之久。
对此，麦克斯韦写道：“这些关于数学和电学实验的手稿近20捆，”其中“物体上电荷（分布）的实验，卡文迪什早就写好了详细的叙述，并且费了很大气力书写得十分工整（就像要拿出去发表的样子），而且所有这些工作在1774年以前就已完成，但卡文迪什（并不急于发表）仍是兢兢业业地继续做电学实验，直到1810年去世时，手稿仍在他自己身边。
”卡文迪什出生于贵族家庭，家产厚禄，他都没有兴趣，一心倾注在科学研究之中。
早年攻化学和热学，发现氢氧化合成水。
他后来做的电学实验有：电阻测量，比欧姆早几十年得到欧姆定律；研究电容的性质和介质的介电常数，引出了电位的概念；他发现金属的温度越高，导电能力越弱，等等。
他的同心球实验比库仑用扭秤测电力的实验早11年，而且结果比库仑精确。
对于卡文迪什把全部心血倾注在科学研究工作上的这种精神，麦克斯韦写道：“卡文迪什对研究的关心远甚于对发表著作的关心。
他宁愿挑起最繁重的研究工作，克服那些除他自己没有别人会重视甚至也没有别人知道的那些困难。
我们毋庸怀疑，他所期望的结果一旦获得成功，他会得到多么大的满足，但他并不因此而急于把自己的发现告诉别人，不象一般搞科研的人那样，总是要保证自己的成果得到发表。
卡文迪什把自己的研究成果捂得如此严实，以致于电学的历史失去了本来面目。
” 卡文迪什性情孤僻，很少与人交往，唯独与米切尔来往密切，他们共同讨论，互相勉励。
米切尔当过卡文迪什的老师，为了“称衡”星体的重量，曾从事大量天文观测。
他们的共同理想是要把牛顿的引力思想从天体扩展到地球，进而扩展到磁力和电力。
米切尔发现了磁力的平方反比定律，但他没能完成测量电力和地球密度的目标。
卡文迪什正是为了实现米切尔和他自己的愿望而从事研究。
可以说，米切尔和卡文迪什是在牛顿的自然哲学的鼓舞下坚持工作的。
他们证实了磁力和电力这些长程力跟引力具有同一类型的规律后，并不认为达到了最终目标，还力图探求牛顿提出的短程力。
卡文迪什在他未发表的手稿中多处涉及动力学、热学和气体动力学，都是围绕着这个中心，只是没有明确地表达出来。
米切尔则把自己对短程力的普遍想法向普利斯特利透露过，在普利斯特利的著作——1772年发表的《光学史》一书中记述了米切尔的思想。
库仑的扭秤实验关于库仑发明扭秤，并用扭秤精确地测量电力和磁力的实验，已经在别的地方有详尽描述，这里只想探讨一个问题，就是库仑是不是事先就有平方反比的思想框架？从史料中可以看到如下几点；1如果用平方反比关系表示，其指数偏差可达0.04。
如果库仑不是先有平方反比的概念，他为什么不用04.21r F ∝或96.11r F ∝来表示呢？2．库仑并没有改变电量进行测量，而是说“假说的前一部分无需证明”万有引力分别与相互作用的两个物体的质量成正比一样。
3．库仑在另一篇论文中还提到磁力的平方反比关系，写道：“看来，磁流体即使不在本质上，至少也在性质上与电流体相似。
基于这种相似性，可以假定这两种流体遵从若干相同的定律。
”库仑定律是库仑通过扭秤实验总结出来的．库仑扭秤的示意图如图，在细金属丝的下端悬挂一根秤杆，它的一端有一个小球A ，另一端有一平衡体P ，在A 旁放置一个同它一样大小的固定小球B 。
为了研究带电体间的作用力，先使A 和B 带一定电量，这时，秤因A 端受力而偏转。
扭转悬丝上端的旋钮，使小球A 回到原来的位置。
平衡时悬丝的扭力矩等于电力施在A 上的力矩。
如果悬丝的扭转力矩同扭角间的关系己知，并测得秤杆的长度，就可以求出在此距离下AB 之间的作用力。
图2－2为库仑扭秤实库仑的实验当然是认真的，他如实地发表了实验结果。
不过，他在行文中用了如下词汇：“非常接近16∶4∶1，可见，磁力和距离的平方成反比”。
显然，库仑在研究电力和磁力时也是把它们跟万有引力类比，事先建立了平方反比的概念。
类比方法的意义从库仑定律的发现经过我们可以看到类比在科学研究中所起的作用。
如果不是先有万有引力定律的发现，单靠实验具体数据的积累，不知要到何年才能得到严格的库仑定律的表达式。
实际上，整个静电学的发展，都是在借鉴和利用引力理论的已有成果的基础上取得的。
我们可以从下面的年表中看到概况。
库仑法国工程师和物理学家。
1736年 6月14日生于昂古莱姆。
他的最大贡献是在研究静电力和静磁力方面的成就。
库仑在中学时期就爱好数学和物理，后来在梅济耶尔进工程学校，1761年毕业，入法国兵工团任技术军官，三年后又被派往加勒比海法属马提尼克岛担任建造波旁要塞的工程师。
1772年回国，从此开始科学研究工作，1781年被选为法国科学院院士。
1806年8月 23日在巴黎逝世。
库仑先在应用力学，如结构力学、梁的断裂、砖石建筑、土力学、摩擦理论、扭力等方面做了许多工作,他也是测量人在不同工作条件下做的功（人类工程学）的第一个尝试者。
由于这些卓越成就，他被认为18世纪欧洲伟大工程师之一。
1773年法国科学院悬奖征求改进船用指南针的方案，库仑就在此时开始转而研究静电力和静磁力。
他注意到以往把磁针轴托在细小支点上不免要受到摩擦力的影响，就改用头发丝或蚕丝把它悬挂起来以消除摩擦所引起的误差。
这一改进使他获得了1777年法国科学院的奖金。
他同时还测得作用在细丝上的扭力与磁针偏转的角度成正比，从而能计算磁力的大小。
这就使他提出了一种可以精确测量微小力的扭秤。
为了用扭秤测量磁力，库仑还对金属细丝(悬丝)的转矩进行了许多理论和实验研究，并于1784年提出了细丝中转矩的正确公式：l d M θμ4=，式中M 为转矩，μ为扭转系数,Θ为扭转角，d 和l 分别为细丝的直径和长度。
1785～1789年间他用扭秤非常精确地测量了静电力和静磁力，并总结出一条现称为库仑定律的著名定律，即静电或磁的吸引或排斥力都与距离二次方成反比。
在对电学和磁学的研究方面，他还提出过带电物体因漏电而损失电量的衰减公式和分子的极化模型等。
而极化模型又是以后安培（A ．M ．Ampere ）提出分子电流的重要思想基础。
库仑扭秤实验在电学发展史上有着重要的地位，它是人们对电现象的研究从定性阶段进入定量阶段的转折点。
大约100年以后，麦克斯韦在剑桥完成了一个同卡文迪什实验相类似的实验，得到δ的上限为│δ│≤1／21600。
1936年，S.J.普林顿和 W.E.劳顿的实验给出｜δ｜<2×10-9。
最近的一个结果是 E.R.威廉斯、J.E.费勒和H.A.希尔在 1971年提供的，他们求得 δ 的极限值为(2.7±3.1)×10-16。