图2 点电荷位于不同闭合球面内部
1686年,牛顿提出了著名的万有引力定律:
。由该定律可得:一个密度均匀分布的球壳,对其内部质点的引力为零。后来物理学家富兰克林发现,放在绝缘架上的带电金属筒内表面不存在电荷,并且筒内用丝线吊住的一带电小球不会受到静电力的作用。普利斯特里重复了富兰克林的实验,他猜想由这个奇怪的现象也可以得到点电荷静电力的“平方反比”关系,最终库仑结合实验得出了与万有引力定律类似的库仑定律:
。可以发现库仑定律和万有引力定律的相似性有着必然的联系,这也是规律间的横向联系。
03
概念规律间的横向联系
“场”的概念是物理学的一个重要概念,也是近代物理学与经典力学在物质观的认识上的最大区别。这种物质与通常的实物不同,不是由分子原子组成,却也是客观存在。带电体周围存在电场,人们会引入试探电荷q 来探究电场的性质。对于电场中的同一点,试探电荷受到的电场力与其电荷量之比
是一定的,而对电场中的不同点,