Coulomb定律
- 一个物理定律建立，本身就是物理学取得很大进展的标志
- 物理定律具有丰富、深刻的内涵和外延。
- 对于基本定律，我们究竟从哪些方面去考察
物理定律建立的一般过程
- 观察、提问并猜想
- 实验证实、归纳规律
- 形成理论（常常需要引进新的物理量或者模型，找出新的内容，正确表述）
- 考察成立条件、使用范围、精度、理论地位与现代含义
Franklin与Priestel提出问题并类似万有引力定律解释杯内橡木球不受力的原因。
并类比地提出电力与距离平方成反比
Robison首先用直接测量确定电力规律。后来Cavendish遵循Priestel的思想设计了电力平方反比律，如果实验测定的带点空腔导体的内表面确实没有电荷，就可以确定电力定律是遵从平方反比律的，即\(f\propto r^{-2\pm\delta}\)，其中\(\delta\)表征内壁的电量。
Coulomb利用扭秤和电摆分别测定验证了平方反比律。
成立条件
静止的源
要求点电荷相对静止，且相对于观察者也静止。
可以拓宽到静源——动电荷。
但不可以拓宽到动源——静电荷。
因为，作为运动源，有一个推迟效应，看上去与牛三矛盾，实际上正说明了电荷之间有场。因为牛顿第三定律是超距作用观点，本质是动量守恒。场的动量发生变化，作用力不对等。
真空条件
为了去除其他电荷的影响，使两个点电荷只受对方作用。
如果真空条件被破坏，会如何？还有极化电荷，比真空时更加复杂。
由于力的独立作用原理，两个点之间的力仍然遵循库仑定律。也正因为这一点，库仑定律可以推广到介质、导体
理想模型
点电荷是忽略了带点体形状、大小以及电荷分布情况的电荷。几何线度远远小于距离，从而可以忽略不计。
适用范围和精度
原子核尺度——地球物理尺度
天体物理、空间物理 大体无问题
精度：
| 时代 | 精度 |
|---|---|
| Coulomb | \(\delta<10^{-2}\) |
| 1971年 | \(\delta<10^{-16}\) |
理论地位和现代含义
库仑定律是静电学的基础，说明了：
- 带电体的相互作用问题
- 原子结构，分子结构，固体、液体结构
- 化学作用的微观本质
- 都与电磁力有关，其中主要部分是库仑力
- 静电场的性质
如果精度不在范围之内，
首先：高斯定理将不成立。
其次：光子静质量是否为零
- 电动力学的规范不变性被破坏
- 电荷不守恒
- 光子偏振态发生变化
- 黑体辐射公式要修改
- 会出现真空色散，破坏光速不变性
电量单位——MKSA制
(m, kg, s, A)
1 Coulomb：导线种通过1 Ampere稳恒电流时，一秒钟内通过导线某一给定截面的电量，为
若\(F=1N, q_1=q_2=1C,r=1m\)，则\(k=8.89880\times10^9N\cdot m^2/C^2\approx9\times10^9N\cdot m^2/C^2\)
我们也可以使用CGSE单位制(centimeter, gram, second--Electro)或者称作esu（绝对静电单位制)，利用C-定律定义，令：\(k=\frac{1}{\varepsilon}=1, q_1=q_2, r=1cm, F=1dyn\)(达因，\(1\times10^{-5}N=1cm/s^2\cdot1g\))，则电量\(q\)的单位为1CGSE电量，\(1C=\frac{c}{10}e.s.u.=3\times10^9e.s.u.\)