حت معادلات مكسويل الباب أمام علماء الكهرباء السكونية للعودة مرة ثانية إلى قانون كولوم في معادلته ( 1 ) واتخذوا وحدة شحنات جديدة لقياس الشحنات الكهروستاتيكة : سمى العلماء وحدة الشحنات تلك الكولوم .
ما هو الكولوم ؟
عرف العلماء بعد فهمهم للكهرباء المتحركة ووضع قواننيها ( 1 كولوم ) على أنه مقدار الشحنة الكهروستاتيكية التي إذا مرّت في مقطع سلك موصل في ( 1 ثانية ) شكلت تياراً كهربائياً شدته ( 1 أمبير ) .
للدارس أن يسأل : لكننا لا نعرف ما هو الأمبير حتى هذه اللحظة ؟
هنا يعطينا علماء الفيزياء تعريف ( 1 أمبير ) .
1 أمبير : هو ذلك التيار الكهربائي الثابت في مقداره الذي إذا سرى في سلكين موصلين ومتوازيين ولا متناهيين في الطول ورفيعين ، وكان البعد بينهما ( 1 متر ) في الفراغ كانت القوة بينهما (وهي القوة المغناطيسية المتبادلة) وعلى كل سلك هي بالضبط 2 × 10-7 نيوتن / متر من أحد السلكين أو الآخر .
وهكذا عرف العلماء وحدة الأمبير بدلالة النيوتن والمتر وأصبح لديهم الثابت 2 × 10-7 . أخذ العلماء شحنة الأمبير هذه والمارة في مقطع السلك في ( 1 ثانية ) وعرفوها على أنها ( 1 كولوم ) . فلما عوضوا مقدار هذه الشحنة في قانون كولوم في معادلة (1) . بين لهم أن أ = 8.98742 × 910 في المقدار اعتماداً على القياسات المخبرية وقياس التيار الكهربائي ، وبالتقريب أصبح العلماء يعتبرون أ = 9 × 910
كان تعريف وحدة الشحنات وتحديد مقدار الثابت أمراً سهلاً قبل أن يُدْخِل العلماء وحدة الكولوم كوحدة قياس للشحنات .
والفقرات التالية توضح هذا الأمر :
الوقفة الأولى : استخدم العلماء وحدات نظام الكهروستات لسنوات . ففي هذا النظام نقيس المسافة بوحدة سم والزمن بوحدة الثانية والكتلة بوحدة الغرام وتقاس القوة بوحدة الداين ( 10-5 نيوتن ).
الوقفة الثانية : إن العلاقة بين وحدة الكولوم ووحدة ستات كولوم هي كما يلي :
[ltr]1 كولوم ( في نظام [/ltr]SI [ltr]ه[/ltr][ltr]) = 2.99592 × 910 ستات كولوم .[/ltr]
الوقفة الثالثة : لتجنب ظهور العامل 4 p في المعادلات المشتقة من قانون كولوم مثل قانون غاوس في الفيض الكهروستاتيكي عرف العلماء ثابتاً جديداً e0 على النحو التالي :
وذلك تم في قانون كولوم في معادلة (2)
الوقفة الرابعة : بوجود هواء ضغطه ضغطاً جوياً واحداً يفصل بين شحنتين كهروستاتيكتين فإن قوة التنافر أو التجاذب بينهما تزيد في حالة الفراغ عنها في حالة الهواء بمقدار ألفي مرة .
الأحد أبريل 10, 2016 8:12 pm