庫(kù)侖定律兩種表述差異的探討

庫(kù)侖定律是高中生進(jìn)入電學(xué)后學(xué)習(xí)的第一個(gè)基本規(guī)律。人教版“全日制高級(jí)中學(xué)教科書(shū)物理(必修加選修)第二冊(cè)”關(guān)于庫(kù)侖定律的表述是這樣的：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線(xiàn)上。而高中課改后使用的新教材人教版“普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理(選修3-1)”關(guān)于庫(kù)侖定律的表述則為：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線(xiàn)上。

為什么新老兩套教材對(duì)庫(kù)侖定律的表述有如此差異呢?本文試就此問(wèn)題做一些有益的探討。老教材把庫(kù)侖定律研究的力描述為“真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力”，而新教材則說(shuō)成是“真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力”。比較發(fā)現(xiàn)，差異有兩點(diǎn)。

其一，老教材多出了一個(gè)“電”字。我們知道，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力除了這種靜電力外，還應(yīng)該有萬(wàn)有引力。顯然庫(kù)侖定律研究的只是二者之間的靜電力，不涉及萬(wàn)有引力，如此說(shuō)來(lái)，老教材中的相互作用的電力倒顯得更嚴(yán)謹(jǐn)些。不過(guò)，新教材去掉了“電”字，具有它合理的一面。這是因?yàn)椋簩?duì)于兩個(gè)電荷之間同時(shí)存在的靜電力和萬(wàn)有引力，靜電力會(huì)比萬(wàn)有引力大得多，在實(shí)際考慮兩個(gè)電荷之間的相互作用問(wèn)題時(shí)，往往把萬(wàn)有引力忽略不計(jì)，只考慮其靜電力。雖說(shuō)如此，新教材在給出庫(kù)侖定律以后，出于嚴(yán)謹(jǐn)性的考慮，馬上在其后加上了一句解釋性的語(yǔ)言——電荷間這種相互作用力叫靜電力或庫(kù)侖力。

其二，新教材刻意加進(jìn)了“靜止”二字。通過(guò)了解庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程得知，該定律是在兩個(gè)電荷都靜止的條件下得出的實(shí)驗(yàn)定律，可見(jiàn)，電荷“靜止”是庫(kù)侖定律成立的重要條件之一。“靜止”一般是指兩個(gè)點(diǎn)電荷相對(duì)靜止，且相對(duì)于觀察者靜止(均在慣性系中)。其實(shí)該定律也可以推廣到靜止源電荷對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，而不能推廣到運(yùn)動(dòng)源電荷對(duì)靜止電荷或運(yùn)動(dòng)電荷的作用。因?yàn)樵措姾稍谶\(yùn)動(dòng)時(shí)，它不僅激發(fā)電場(chǎng)，而且產(chǎn)生磁場(chǎng)(變化的磁場(chǎng)也要激發(fā)電場(chǎng))，那么對(duì)電荷產(chǎn)生作用的就不僅僅只有源電荷的電場(chǎng)了，這時(shí)，庫(kù)侖定律是不適用的。所以說(shuō)，新教材加進(jìn)“靜止”二字，實(shí)際上是對(duì)老教材重大漏洞的一個(gè)必要修補(bǔ)。

綜上所述，新老教材的兩種表述各有欠缺，但總體而言，新教材中的表述更為合理。

參考文獻(xiàn)：

［1］梁燦彬．電磁學(xué)．北京：高等教育出版社，2004．6

(欄目編輯羅琬華)