कूलॉम का नियम क्या है?

कूलॉम ने ऐंठन तुला (torsion balance) से छोटे आवेशित गोलों के बीच बल नापा। उन्होंने पाया कि किसी एक आवेश को दोगुना करने पर बल भी दोगुना हो जाता है, और दूरी दोगुनी करने पर बल एक-चौथाई रह जाता है। दोनों बातों को मिलाने पर F ∝ q₁q₂/r² मिलता है। समान आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और विपरीत आवेश आकर्षित करते हैं, और बल हमेशा दोनों आवेशों को जोड़ने वाली सीधी रेखा पर लगता है।

SI पद्धति में अनुपातिकता स्थिरांक को k = 1/4πε₀ लिखते हैं, जहाँ ε₀ = 8.854 × 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² मुक्त आकाश की विद्युतशीलता (permittivity) है। इससे k ≈ 9 × 10⁹ N m² C⁻² मिलता है। इसी से एक कूलॉम की परिभाषा निकलती है: वह आवेश जो निर्वात में 1 m दूर रखे बराबर आवेश को 9 × 10⁹ N के बल से प्रतिकर्षित करे।

सदिश रूप में q₁ के कारण q₂ पर बल F₂₁ = (1/4πε₀)(q₁q₂/r₂₁²) r̂₂₁ होता है, जहाँ r̂₂₁ आवेश q₁ से q₂ की ओर का इकाई सदिश है। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार F₁₂ = −F₂₁। कूलॉम नियम भी गुरुत्वाकर्षण नियम की तरह व्युत्क्रम वर्ग नियम है, लेकिन विद्युत बल आकर्षण और प्रतिकर्षण दोनों कर सकता है और बहुत ज़्यादा प्रबल होता है: दो प्रोटॉनों के बीच यह उनके गुरुत्वाकर्षण बल का लगभग 10³⁶ गुना होता है।