Гаусын хууль ба Кулоны хууль
Гауссын хууль ба Кулоны хууль бол цахилгаан соронзон орны онолд хэрэглэгддэг маш чухал хоёр хууль юм. Эдгээр нь цахилгаан соронзон орны хөгжилд хүргэдэг хамгийн үндсэн хоёр хууль юм. Эдгээр хуулиуд нь Амперын хуультай хамт Максвеллийн тэгшитгэлд хүргэдэг. Максвеллийн тэгшитгэлүүд нь цахилгаан соронзон онолын аливаа үзэгдлийг дүрсэлж болох дөрвөн тэгшитгэлийн багц юм. Цахилгаан соронзонгийн онолыг бүрэн ойлгохын тулд эдгээр хоёр хуулийг сайтар ойлгох шаардлагатай. Энэ нийтлэлд бид Гауссын хууль ба Кулоны хууль гэж юу болох, тэдгээрийн хэрэглээ, тодорхойлолт, эдгээр хоёрын ижил төстэй байдал, эцэст нь Гауссын хууль ба Кулоны хууль хоёрын ялгааг авч үзэх болно.
Гаусын хууль
Гаусын хууль бол цахилгаан орон, соронзон орон, таталцлын талбайн шинж чанарыг тодорхойлсон маш чухал хууль юм. Гауссын цахилгаан талбайн тухай хуульд аливаа хаалттай гадаргуугаар дамжин өнгөрөх цахилгаан урсгал нь гадаргуугийн цахилгаан цэнэгтэй пропорциональ байна гэж заасан байдаг. Үүнийг ∅=Q/ε0 гэж илэрхийлж болно, энд φ нь гадаргуу дээрх нийт цахилгаан урсгал, Q нь гадаргуугаар бүрхэгдсэн цэнэг, ε0нь диэлектрик тогтмол юм. Энэ ойлголтыг ойлгохын тулд эхлээд цахилгаан урсгалын тухай ойлголтыг ойлгох хэрэгтэй. Гадаргуу дээрх цахилгаан урсгал нь гадаргуугаар дамжин өнгөрөх цахилгаан орны шугамын тоог хэмжих хэмжүүр юм. Энэ нь гадаргуу дээрх цахилгаан талбайн шугамын тоотой шууд пропорциональ байна. Соронзон орны Гауссын хууль бол маш чухал хууль юм. Соронзон орны Гауссын хууль нь ямар ч хаалттай гадаргуу дээрх нийт соронзон урсгал тэг байна гэж заасан байдаг. Учир нь соронзон монополууд байдаггүй. Соронзон туйлууд нь зөвхөн дипол хэлбэрээр байдаг. Өгөгдсөн ямар ч хаалттай гадаргуу дээр соронзон туйлшрал нь тэг байна. Иймээс ямар ч битүү гадаргуу дээрх соронзон урсгал тэг байна.
Куломбын хууль
Куломын хууль бол цахилгаан цэнэгтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэлийг тодорхойлсон хууль юм. Энэ нь цахилгаанаар цэнэглэгдсэн хоёр бөөмийн хоорондох хүч нь цэнэгтэй пропорциональ, хоёр бөөмийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна. Үүнийг F=Q1Q2/ 4πr2ε тэгшитгэлийг ашиглан илэрхийлж болно. 0 энд Q1 ба Q2 нь бөөмсийн цэнэг, r нь хоёр цэнэгийн хоорондох зай, ε0нь чөлөөт орон зайн диэлектрик тогтмол юм. Хэрэв энэ тэгшитгэлийг чөлөөт орон зайнаас өөр орчинд тодорхойлсон бол ε0-г ε-ээр солих шаардлагатай бөгөөд ε нь орчны диэлектрик тогтмол юм. Хэрэв эдгээр цэнэгүүд ижил тэмдэгтэй байсан бол F нь эерэг утгатай байх болно. Энэ нь хоёр цэнэг бие биенээ түлхэж байна гэсэн үг юм. Хэрэв эдгээр хоёр цэнэг өөр өөр тэмдэгтэй бол F нь сөрөг утгатай болно; Ингэснээр хоёр цэнэгийн хоорондох таталцлыг дүрсэлж байна.
Куломын хууль Гауссын хууль хоёрын ялгаа юу вэ?
• Кулоны хууль нь хоёр цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг тайлбарладаг бол Гауссын хууль нь гадаргуугийн дотор хаалттай шинж чанараас битүү гадаргуу дээрх урсгалыг тодорхойлдог.
• Кулоны хууль нь зөвхөн цахилгаан орон дээр, харин Гауссын хууль нь цахилгаан орон, соронзон орон, таталцлын талбарт хамаарна.
