TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ

Tên ñề tài :

CÁC NHÀ BÁC HỌC VẬT LÝ GẮN
VỚI NHỮNG PHÁT MINH
VỀ ðIỆN.

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ

GV hướng dẫn: Th.s Dương Quốc Chánh Tín
Sinh viên: Phạm Nguyễn Trúc Ngân
Lớp: SP Vật Lý- Tin Học K34
Mã số SV: 1080286
Cần Thơ, tháng 3 năm 2012


---

---

Khi bước vào giảng ñường ðại học, tôi ñã trải qua một kỳ thi tuyển gắt gao
và khi bước vào năm học cuối ñể chuẩn bị tốt nghiệp ra trường tôi ñã quyết ñịnh
chọn cách thức làm luận văn thay vì học thay thế, ñây ñược xem là hai bước ngoặt
quan trọng ở quãng ñời sinh viên của tôi. Trong thời gian làm luận văn tôi ñã ñược
mở rộng vốn tri thức của mình, tôi ñã biết thế nào là một công trình nghiên cứu
khoa học thực thụ… Và ñể hoàn thành luận văn này tôi ñã nhận ñược sự hỗ trợ rất
nhiều từ phía thầy cô, bạn bè và các cơ quan ban ngành liên quan.

5. Quan ñiểm nghiên cứu ....................................................................................................2
6. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................2
7. Kết cấu ñề tài...................................................................................................................2

Phần II : NỘI DUNG
Chương 1:
SỰ NGHIỆP CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC VÀ ðÓNG GÓP CỦA HỌ
TRONG LĨNH VỰC ðIỆN HỌC

1. ANðRE MARIE AMPE ...............................................................................................4
1.1 Cuộc ñời và sự nghiệp...............................................................................................4
1.2. Kiến thức vật lý có liên quan ...................................................................................6
1.2.1. Tác dụng của từ trường lên phần tử dòng ñiện .................................................6
1.2.2. Tác dụng tương hổ giữa hai dây dẫn thẳng .......................................................7
1.2.3. ðịnh lý Ampe ....................................................................................................7
1.2.4.Bản chất dòng ñiện trong phân tử ......................................................................8
1.3. Phát minh quan trọng .............................................................................................10
1.4. Giá trị khoa học của các phát minh........................................................................10
1.5. Những ñức tính quý báu.........................................................................................11


2. CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB ..................................................................12
2.1 Cuộc ñời và sự nghiệp.............................................................................................12
2.2. Kiến thức vật lý có liên quan .................................................................................13
2.2.1. Lực tĩnh ñiện tổng quát ...................................................................................13
2.2.2. ðịnh luật Coulomb trong chân không.............................................................14
2.2.3. ðịnh luật Coulomb trong các môi trường .......................................................15
2.3. Phát minh quan trọng: Cân xoắn Coulomb.............................................................15
2.3.1. Lịch sử...............................................................................................................15
2.3.2. Cấu tạo ..............................................................................................................15

4.2.2.2. Từ ñất lên mây ..........................................................................................33
4.2.2.3. Từ mây sang mây.......................................................................................33
4.3. Phát minh quan trọng:Cột thu lôi.........................................................................34
4.3.1. Lịch sử phát minh ..........................................................................................34
4.3.2. Thí nghiệm của Benjamin Franklin ...............................................................34
4.3.2. Cấu tạo cột thu lôi ...........................................................................................36
4.3.3. Nguyên tắc hoạt ñộng ......................................................................................36
4.3.4.Tác dụng cột thu lôi ...........................................................................................37
4.4. Giá trị khoa học của các phát minh...........................................................................38
4.5. Những ñức tính quý báu...........................................................................................38
5. LUIGI GALAVA NI ....................................................................................................39
5.1 Cuộc ñời và sự nghiệp.............................................................................................39
5.2. Kiến thức vật lý có liên quan .................................................................................40
5.2.1. Tác ñộng sinh học của trường ñiện từ lên cơ thể..............................................40
5.2.2. Tác ñộng nhiệt..................................................................................................41
5.2.3.Tác ñộng gây rối loạn thần kinh........................................................................41
5.2.4. Tác ñộng gây rối loạn hệ thống tuần hoàn......................................................41
5.2.5. Tác ñộng ñiện tĩnh ...........................................................................................41
5.2.6. Các tác ñộng khác ............................................................................................42
5.2.7. Phát hiện từ chiếc ñùi ếch .................................................................................42
5.3. Phát minh quan trọng: ðiện sinh học........................................................................43


5.3.1. Khái niệm về ñiện sinh học- từ sinh học............................................................43
5.3.2. Các lĩnh vực nhỏ trong ñiện từ sinh học ............................................................43
5.3.2.1. Công thức Maxwell.....................................................................................43
5.3.2.2. Tính thuận nghịch ......................................................................................44
5.4. Giá trị khoa học của các phát minh...........................................................................44
5.4.1. Sóng ngắn trị liệu ................................................................................................44
5.4.1.1. Tác dụng giảm ñau........................................................................................45

7.2.5. Hệ phương trình Maxwell.....................................................................................59
7.2.5.1. Hệ phương trình Maxwell thứ nhất..................................................................59
7.2.5.2. Hệ phương trình Maxwell thứ hai....................................................................60
7.3. Phát minh quan trọng: ...............................................................................................60
7.4. Giá trị khoa học của các phát minh...........................................................................60
7.5. Những ñức tính quý báu............................................................................................61
8. GEORGE SIMON OHM ...............................................................................................61
8.1 Cuộc ñời và sự nghiệp................................................................................................61
8.2. Kiến thức vật lý có liên quan ....................................................................................63
8.2.1. ðịnh luật Ohm trong ñoạn mạch ñồng chất, ñiện trở ..........................................63
8.2.1.1. Dạng vi phân ...................................................................................................63
8.2.1.2. Dạng tích phân ................................................................................................63
8.2.2. ðịnh luật Ohm tổng quát......................................................................................64
8.3. Phát minh quan trọng: ...............................................................................................64
8.4. Giá trị khoa học của các phát minh...........................................................................64
8.5. Những ñức tính quý báu............................................................................................65
9. ALEXANDRO VOLTA...............................................................................................65
9.1 Cuộc ñời và sự nghiệp................................................................................................65
9.2. Kiến thức vật lý có liên quan ....................................................................................66
9.2.1 Dòng ñiện trong chất ñiện phân (ðL Ohm ñối với chất ñiện phân). ....................66
9.2.2. ðiện dung.............................................................................................................67
9.3. Phát minh quan trọng: ...............................................................................................67
9.3.1. Vài nét về lịch sử .................................................................................................67


9.3.2. Cấu tạo pin volta ..................................................................................................68
9.3.3. Cơ chế xuất hiện suất ñiện ñộng ..........................................................................69
9.3.4. Nguyên tắc hoạt ñộng ..........................................................................................70
9.4. Giá trị khoa học của các phát minh...........................................................................70
9.5. Những ñức tính quý báu............................................................................................71

LỒNG GHÉP GIÁO DỤC TƯ TƯỞNG TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ
1. Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lý............................................................................82
2. Biện pháp giáo dục tư tưởng..........................................................................................83
3. Lồng ghép giáo dục tư tưởng trong các tiết học vật lý ..................................................83
3.1 Phương thức lồng ghép ...............................................................................................84
3.1.1. Sử dụng cho bài giảng Powerpoint .......................................................................84
3.1.2. Sử dụng cho các tiết giáo dục ngoài giờ lên lớp...................................................84
3.1.3. Sử dụng cho các buổi ñố vui.................................................................................84
3.2. Các giai ñoạn có thể lồng ghép ...................................................................................84
3.2.1. Mở ñầu bài giảng ...................................................................................................84
3.2.2. Nội dung bài giảng.................................................................................................84
3.2.3. Kết thúc bài giảng ..................................................................................................84

PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận ........................................................................................................................85
1.1. Những vấn ñề mà ñề tài ñã làm ñược ......................................................................85
1.2. ðiểm ñặc biệt nhất của ñề tài ..................................................................................85
2. Hướng nghiên cứu tiếp theo..........................................................................................85


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

PHẦN 1: MỞ ðẦU
1. Lý do chọn ñề tài:
Chúng ta ñang sống trong thời ñại mới - thời ñại văn minh, khoa học, nhất
là sự phát triển vượt bậc của ngành công nghệ thông tin; nó ñã làm cho chất lượng
cuộc sống con người ngày ñược nâng cao. Và ñể có những thiết bị máy móc hiện
ñại và tự ñộng hoá cao như ngày hôm nay ñể chúng ta sử dụng, ñó là tất cả công
sức, sự hy sinh và phấn ñấu không mệt mỏi của các nhà bác học vĩ ñại. ðể có một
chiếc cột lôi gắn trên nóc nhà chúng hôm nay là cả một quá trình nghiên cứu

lỗi. ðây là một hồi chuông báo ñộng cho chúng ta.
ðánh giá thực trạng giáo dục, ñào tạo Nghị quyết Trung Ương 2 khóa VIII
nhấn mạnh: “ ðặc biệt ñáng lo ngại là một bộ phận học sinh, sinh viên có tình
trạng suy thoái về ñạo ñức, mờ nhạt về lý tưởng, theo lối sống thực dụng, thiếu
SVTH: Phạm Nguyễn Trúc Ngân
Tín

Trang

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

1


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

hoài bão lập thân, lập nghiệp vì tương lai của bản thân và ñất nước. Trong những
năm tới cần tăng cường giáo dục tư tưởng ñạo ñức, ý thức công dân, lòng yêu
nước, chủ nghĩa Mác Lê Nin, tư tưởng Hồ Chí Minh… tổ chức cho học sinh tham
gia các hoạt ñộng xã hội, văn hoá, thể thao phù hợp với lứa tuổi và với yêu cầu
giáo dục toàn diện”.
Xuất phát từ những lý do khách quan, chủ quan như ñã phân tích, là một sinh
viên, một giáo viên tương lai, hơn ai hết tôi rất xem trọng vấn ñề giáo dục tư
tưởng, ñạo ñức cho học sinh, và tôi mong muốn rằng mọi người thật sự hiểu và
trân trọng hơn những công lao, những ñóp góp của các nhà khoa học. Thông qua
những tấm gương của các nhà bác học, mọi người sẽ có một ñịnh hướng tốt ñể rèn
luyện ñạo ñức bản thân và góp phần làm cho rạng ngời truyền thống ñạo ñức sáng
ngời của dân tộc ta, vì thế tôi mạnh dạn chọn ñề tài: “ Các nhà bác học vật lý gắn
với những phát minh về ñiện” ñể làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục tiêu nghiên cứu:

Tín

Trang

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

2


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

3. Michael Faraday
4. Benjiamin Franklin
5. Luigi Galvani
6. James Prescott Joule
7. James Clerk Maxwell
8. George Simon Ohm
9. Alexandro Volta
Chương II: Giáo dục tư tưởng học sinh trong dạy học Vật lý.
1. Vai trò của giáo dục tư tưởng học sinh trong dạy học Vật lý.
2. Nội dung của giáo dục tư tưởng học sinh trong dạy học Vật lý.
Chương III: Lồng ghép giáo dục tư tưởng học sinh trong dạy học Vật lý.
1. Các nhiệm vụ của việc dạy học vật lý ở trường phổ thông.
2. Biện pháp giáo dục tư tưởng trong dạy học Vật lý
3. Lồng ghép giáo dục tư tưởng trong dạy học Vật lý.
• Phần kết luận
Kết quả ñạt ñược.
Hướng nghiên cứu tiếp theo.

SVTH: Phạm Nguyễn Trúc Ngân

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

4


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

Năm 16 tuổi ñã thông thạo các tác giả La Tinh, Hi Lạp. Ông ñọc sách và
học thuộc lòng 28 quyển của từ ñiển Bách Khoa Toàn Thư, ông nổi tiếng là giỏi
toán.
Năm 1801, ông ñược bổ nhiệm giáo sư Vật lý tại trường Ecole centrale de
l'Ain.
Năm 1802, ông viết bài "Những nhận xét về lý thuyết trò chơi toán học”,
ông giữ chức giáo sư Toán và Thiên văn.
Sau ñó, ông rời Liông ñến Paris, tại ñây ông ñược phong làm giáo sư ðại
học Bách Khoa.
Năm 1808, ông trở thành Tổng thanh tra Ðại học, nhận ñược chức giáo sư
Cơ học tại trường Polytechnique.
Năm 1814, ông ñược nhận vào Viện Hàn Lâm và các Hội Khoa học tại Âu
Châu ñã mời ông làm hội viên.
Năm 1820, nhà Vật lý người Ðan Mạch Hans- Christian Oersted (17771851) quan sát sự ñi lệch của kim nam châm khi ñặt gần một dòng ñiện. Ampe hết
sức chú ý ñến thí nghiệm này. Lúc này, ông ñã là một nhà bác học nổi tiếng chống
thuyết chất nhiệt và sớm ủng hộ thuyết sóng ánh sáng. Ông là một trong những
người ñã xây dựng cơ sở và ñóng góp nhiều cho ngành khoa học mới về các hiện
tượng ñiện từ và ông ñã gọi tên nó là “ñiện ñộng lực học”. Ngay sau khi nghe
thông báo về thí nghiệm Ơxtec, ông ñã nghĩ ñến khả năng quy các hiện tượng từ
về các hiện tượng ñiện, và loại trừ “chất từ” khỏi khoa học. Ông khẩn trương làm
thí nghiệm và liên tục thông báo về những kết quả thí nghiệm của ông trong hơn
mười bảng thông báo từ tháng 9 ñến tháng 12 năm 1820.
Năm 1826, ông tổng kết các nghiên cứu của ông trong công trình quan

Ampe ñã làm giàu thuật ngữ ñiện học khi tạo ra một số từ trong vật lí:
courant (dòng ñiện), (lúc ấy người ta gọi là conflit- xung ñột), tension (ñiện thế,
hiệu ñiện thế)….
Ông mất ngày 10 tháng 6 năm 1836 tại Marseille trong lúc ñi thanh tra, vì
kiệt sức do công việc. Ampe ñược an táng ở Macxây.
Năm 1869, hài cốt của Ampe ñược ñưa về Pari.
Năm 1888, một ñài tưởng niệm lớn ñược xây dựng ở Liông ñể tôn vinh
ông. Ampe là một trong những nhà phát minh ra ñiện từ trường.
Ông ñược xem như là một trong những nhà bác học lớn nhất của thế kỷ thứ
XIX , là cha ñẻ của chuyên ngành Vật lý. ðể ghi nhớ công lao của ông, người ta ñã
dùng tên ông ñể ñặt cho ñơn vị ño cường ñộ dòng ñiện (A).
1.2 Kiến thức vật lý có liên quan
1.2.1 Tác dụng của từ trường lên phần tử dòng ñiện
Gọi dF là lực từ tác dụng lên phần tử dòng ñiện Idl,
khi ấy ta có:
r r
r
d F = I ( dl ∧ B )
Gốc : tại phần tử ta ñang xét.
r r
Phương : thẳng góc với mặt phẳng tạo bởi ( Idl , B) .
d
r r r
Chiều : sao cho ( Idl , B, dF ) tạo thành tam diện thuận.
r r
Hình 1.2
Trị số : dF= IBdl.sin( dl , B) .

Hình 1.3 : Quy tắc bàn tay trái


ðộ lớn : ∆F12 = I 2 ∆l 2 B1 = 0 1 2 ∆l 2
2πd
+
Chiều: hướng về dòng ñiện I1
r
Tương tự, lực từ tác dụng lên phần tử I1 ∆l1 :
d

Hì

(

v r
∆F21 = I 1 ∆l1 ∧ B2

)

ðộ lớn : ∆F21 = I 1 ∆l1 B2 =

µµ 0 I 1 I 2
∆l1
2πd

Chiều hướng về dòng ñiện I2
Như vậy hai dòng ñiện song song cùng chiều thì hút nhau.
Cũng lí luận như trên ta sẽ thấy: Hai dây dẫn song song ngược chiều thì ñẩy nhau.
Cho
µ = 1, µ 0 = 4π .10 −7
I 1 = I 2 = 1A, ∆l1 = ∆l 2 = d = 1m


7


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

I2
M
I1
O
P
Hình
1.6
r

r

Gọi P là mặt phẳng tạo bởi
(I1 d l , O M ); n là véc tơ pháp
tuyến của P tại M.
r
r r
r
r
θ 1 làgóc hợp bởi ((I1 d l , O M ); θ 2 làgóc hợp bởi (I2 d l , n ); O M = rr
r
ðịnh luật Ampe phát biểu như sau : “ Lực từ do phần tử dòng ñiện I 1 dl1 tác dụng
r
lên phần tử dòng ñiện I 2 dl 2 có :
r r
• Phương : thẳng góc với mặt phẳng chứa ( I 2 dl 2 , n ) .

l
µµ
0
1
1 ∧ r)
. 2 2
Ta có thể biểu diễn lực F12 dưới dạng vectơ: d F 12 =
3
4π
r
ðịnh luật Ampe là ñịnh luật cơ bản về tương tác từ, nó cho phép ta xác ñịnh
bất kì lực tương tác giữa hai mạch ñiện có dòng ñiện chạy qua dù có hình dạng bất
kì.
1.2.4 Bản chất dòng ñiện trong phân tử
Ta ñã biết rằng, trong nguyên tử, các electron chuyển ñộng quanh hạt nhân
theo các quỹ ñạo khác nhau. ðể giải thích nhiều hiện tượng ñiện từ, ta có thể coi
một cách gần ñúng rằng các electron chuyển ñộng quanh hạt nhân theo những quỹ
ñạo tròn hay elip. Chuyển ñộng của chúng tương ñương như những dòng ñiện kín
có mômen từ xác ñịnh.
SVTH: Phạm Nguyễn Trúc Ngân
Tín

Trang

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

8


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

r
r
1
Pm = evr.n
2
r
Trong ñó n là vectơ pháp tuyến ñơn vị của mặt S.

Mặt khác, vì electron có khối lượng nên khi quay hạt nhân nó còn có mômen ñộng
r
lượng quỹ ñạo L

r r r
L = [r .mv ]
r
Véctơ L vuông góc với mặt phẳng quỹ ñạo của electron, có chiều sao cho chiều
r
r
quay của electron là chiều thuận xung quanh nó. Như vậy, hai véctơ L và Pm

ngược chiều nhau. Ta có thể viết:
r
r
L = −mvr.n

Lập tỉ số giữa Pm và L ta có:
γ =

Pm
1 e


h
= nh
2π

Trong ñó n là những số nguyên (1,2,3…) còn h = 6,625.10 −34 J.s hằng số Planck.
Như vậy, mômen từ nguyên tử chỉ có thể bằng một bội số nguyên lần mômen từ
nguyên tố.
Pm = γL = nγh với n=1, ta có:
Pm =

e h 1,6.10 −19.6,625.10 −34
.
=
= 0,927.10 − 23 J / T
− 34
2m 2π
2.9,1.10 .2π

Giá trị này gọi là manhêtô Bo, kí hiệu µ B
µB =

eh
= 0,927.10 − 23 J / T .
2m

Manhêtô Bo là mômen từ nguyên tố ứng với chuyển ñộng của electron theo
quỹ ñạo gần hạt nhân nhất của nguyên tử ñơn giản nhất là hyñrô.
Thực nghiệm và lý thuyết chứng tỏ rằng ngoài mômen từ quỹ ñạo và
r

Giả thuyết về dòng ñiện phân tử.
1.4 Giá trị khoa học của các phát minh
Ampe là một trong những người xây dựng cơ sở và ñã ñóng góp nhiều cho
ngành khoa học mới về các hiện tượng ñiện từ mà ông gọi tên là “ ñiện ñộng lực
học” tên gọi này sau ñó ñược chính thức công nhận.
SVTH: Phạm Nguyễn Trúc Ngân
Tín

Trang

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

10


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

Lí thuyết của Ampe chính là sự phát triển những tư tưởng nêu trong thông
báo ñầu tiên nhưng ñã ñược khẳng ñịnh bằng thực nghiệm. Ông ñã ñưa ra hai khái
niệm cơ bản của ñiện học là "hiệu ñiện thế" (hồi ñó ông gọi là sức căng ñiện) và
"dòng ñiện" tuy chưa ñịnh nghĩa ñược thật rõ ràng. Chính Ampe ñã ñịnh nghĩa
chiều của dòng ñiện là chiều dịch chuyển của ñiện tích dương và ñã nêu lên khái
niệm về mạch ñiện. Ông ñã phát hiện ra rằng hai dây dẫn ñiện ñặt song song và
trong ñó dòng ñiện chạy theo cùng một chiều sẽ hút nhau còn nếu như cho hai
dòng ñiện chạy trái chiều nhau thì hai dây sẽ ñẩy nhau. Từ ñó ông suy ra rằng
xung quanh dây ñiện có những "lực từ" phân bổ theo ñường vòng và ông ñã ñề
xướng lên cái gọi là "quy tắc Ampe" ñối với thí nghiệm Ơcxtec: "Nếu giả thiết
một người nằm dọc theo chiều của dây dẫn ñể cho dòng ñiện chạy theo phương từ
chân lên ñầu và quay mặt cho kim nam châm thì ñầu Bắc của kim nam châm sẽ
lệch về phía trái của người ñó...".


GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

12


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

Năm 1781, ông là viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Paris.
Năm 1784, Coulomb hoàn thành những công trình nghiên cứu xuất sắc về
sự xoắn ñàn hồi của những sợi dây nhỏ, và phát minh ra ñịnh luật về lực xoắn mà
dựa vào ñó, ông chế tạo ra dụng cụ ñể ño các lực nhỏ, gọi là cái "cân xoắn". Ông
có ñăng trong cuốn Hàn Lâm Viện Khoa Học (số 229-269) một nghiên cứu về "Lý
thuyết và khảo nghiệm sự ñàn hồi biến dạng của kim loại" (Recherches théoriques
et expérimentales sur la force de torsion et sur l'élasticité des fils de metal). Những
bài viết này miêu tả những hình thái khác nhau của chiếc cân xoắn Coulomb. Ông
ñã rất thành công trong việc dùng dụng cụ ño lường quan sát về sự phân bố ñiện
tích trên mặt vật thể, qui luật về ñiện năng, từ trường và những lý thuyết toán học
mà ông ñược coi là cha ñẻ của chúng.
Trong năm 1785 Coulomb ñã ñưa ra 3 trình án về ðiện Năng và Từ
Trường:
+ Premier Mémoire sur l’Electricité et le Magnétisme (Hàn Lâm Viện
Khoa Học, số 569-577). Trong ñây ông diễn giải cách: "Làm thế nào ñể tạo ra và
sử dụng 1 chiếc cân xoắn dựa trên ñặc tính của sợi dây kim loại có lực xoắn ñàn
hồi tỉ lệ với góc quay". Ông cũng cho ra quy luật giải thích về "Ảnh hưởng hỗ trợ
của hai dòng ñiện cùng loại".
+ Sécond Mémoire sur l’Electricité et le Magnétisme (Hàn Lâm Viện
Khoa Học, số 578-611). Trong ñây ông nói về "Cách áp dụng quy luật về ñiện
năng và từ trường thuận nghịch (hút và ñẩy).
+ Troisième Mémoire sur l’Electricité et le Magnétisme (Hàn Lâm Viện


Tên ñề tài: Các nhà bác học vật lý gắn với những phát minh về ñiện

Lực tĩnh ñiện do N ñiện tích ñiểm gây ra bằng tổng vectơ của lực tĩnh ñiện
do từng ñiện tích ñiểm gây ra.
Có thể ñịnh nghĩa môi trường xung quanh một vật mang ñiện là ñiện
trường. Khi một vật khác nằm trong môi trường này, lực tĩnh ñiện vật ñó sẽ chịu
là: F = q E.
với q là ñiện tích của vật ñó và E là cường ñộ ñiện trường của ñiện trường.
2.2.2 ðịnh luật Coulomb trong chân không
Giả sử có hai ñiện tích q1, q2 ñặt cách nhau một khoảng r trong chân không.
ðịnh luật Coulomb phát biểu như sau:“ Lực tương tác tĩnh ñiện giữa hai 2 ñiện
tích ñiểm có phương nằm trên ñường thẳng nối liền hai ñiện tích, có chiều hướng
xa nhau nếu hai ñiện tích cùng dấu, và hướng về nhau nếu 2 ñiện tích trái dấu, có
ñộ lớn tỷ lệ thuận với ñộ lớn hai ñiện tích, tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng
cách giữa chúng”.
F=k

q1 q 2
r2

q

q
q

q
q

q


r12 = r21 = r
r
r
r12 = r21

Lưu ý :

r

r

Nếu q1.q2 > 0 (q1, q2 cùng dấu), F12 và F21 hướng xa nhau.
r
r
Nếu q1.q2 < 0 (q1, q2 trái dấu), F12 và F21 hướng về nhau.
Trong hệ SI : ðơn vị của ñiện tích là Coulomb (C).
K=

1
4πε 0

= 9.10 9 ( Nm 2 / C 2 ) (trong chân không): hệ số tỉ lệ.

ε 0 = 8.86.10 −12 (C 2 / Nm 2 ) : hằng số ñiện.

r
q1 q 2 r12
4πε 0 r 2 r
Vậy :

q1 q 2 r12
4πε 0 r 2 r
1

ε : hằng số ñiện môi.
Nếu một hệ ñiện tích ñiểm q1, q2,…, qn và một ñiện tích thử q0 thì tổng hợp lực tác
r
v r r
dụng của hệ lên q0 là F = F1 + F2 + ... + Fn

Chất
ε
Chân không
1
Không khí
1,0006
Êbônít
2,7->2,9
Thuỷ tinh
5->10
Rượu etylic
27
Nước
81
BaTiO3
ε > 1000
Bảng hằng số ñiện môi một số chất.
2.3 Phát minh quan trọng :Cân xoắn Coulomb
2.3.1 Lịch sử
Năm 1785, Cu-lông, nhà bác học người Pháp, lần ñầu tiên thiết lập ñược

dụng cụ có thể chỉ ra ñựơc sự có mặt của ñiện tích thì cân xoắn của Coulomb ñã
có thể tính toán ñược số lượng ñiện tích.

Hình 2.3: Cân xoắn Coulomb

Khi hai quả cầu ñẩy nhau, thanh ngang sẽ quay cho ñến khi tác dụng của
lực ñẩy tĩnh ñiện cân bằng với tác dụng của lực ñàn hồi của dây treo. Biết góc
quay và chiều dài của thanh ngang, ta sẽ tính ñược lực ñẩy tĩnh ñiện giữa hai quả
cầu A và quả cầu B.
ðể nghiên cứu sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai quả cầu A và B
trong cân xoắn Cu-lông vào ñộ lớn của ñiện tích, ta có thể giữ nguyên ñiện tích
của quả cầu B và cho quả cầu A tiếp xúc với một quả cầu kim loại C, giống hệt nó
nhưng trung hoà về ñiện. Vì lý do ñối xứng, ñiện tích của quả cầu A sẽ bị chia làm
ñôi. Cứ như vậy, ta có thể tiếp tục làm cho ñiện tích của quả cầu A bằng 1/4, 1/8,
1/16,… ñiện tích ban ñầu. Ta sẽ thấy ñộ lớn của lực tác dụng giữa hai quả cầu A
SVTH: Phạm Nguyễn Trúc Ngân
Tín

Trang

GVHD : ThS. Dương Quốc Chánh

16