·10· 第一章电磁学基本实验定律的建立 Coulomb定律的建立标志着电学定量研究的开始，从此，电学才真正成为一门 科学 二、Cavendish精确验证电力平方反比律的示零实验 1.Franklin观察到的重要现象，Priestley的类比猜测：电力与万有引力一 样，也应与距离平方成反比 早在Coulomb扭秤实验(1785年)之前，最早提出电力平方反比律的当推 Priestley(1733一1804).Priestley的好友、著名的电学家Franklin(1706一 1790)曾观察到一个重要现象：放在带电金属杯外的带电软木小球明显地受到 作用力，而放在杯内的带电软木小球则几乎不受作用力.Franklin把这一现象 写信告诉Priestley,希望他重做实验，确认这一事实.l766年Priestley做了实 验，他使空腔金属容器带电，发现带电金属容器对放在其内部的电荷的确几乎 没有作用力.Priestley立刻想到这一重要现象与万有引力非常相似，即放在均 匀物质球壳内的物质不会受到来自壳体物质的作用力.由此，Priestley猜测电 力与万有引力有相同的规律，即两个电荷之间的作用力应与其间距离的平方成 反比.这是一个重要的类比猜测，是历史上对电力与距离平方成反比的最早认 识（比Coulomb的实验结果约早20年）.但是，这一猜测在当时并未引起科学 家们的足够重视，而Priestley本人对此猜测能否严格地予以证明又缺乏信心， 这一发现就被搁置起来了. 1769年爱丁堡的Robinson（1739-一1805)首先用直接测量方法确定电力的 定律.Robinson得出，两个同号电荷的排斥力与距离的2.06次方成反比，而 两个异号电荷的吸引力与距离的关系比平方反比的方次要小些，他推断正确的 电力定律是平方反比律.Robinson的研究结果在1801年发表后才为人所知 2.Cavendish精确验证电力平方反比律的方法（概要） 1772年，英国著名物理学家Cavendish(1731一1810)在Priestley类比猜测 的启发下，提出了精确验证电力平方反比律的方法，并作了相应的理论分析与 示零实验 Cavendish的基本想法是，若电力与距离平方严格成反比，即若偏离平方 的修正数δ=0，则均匀带电球壳（非导体）内的点电荷（不在球心）完全不受作 用力；对于带电导体球壳，若8=0，且其中无其他带电体，则导体球壳的内 表面完全不带电.反之，若8≠0，则均匀带电球壳（非导体）内的点电荷（不在 球心)将受到指向或背离球心的作用力，且带电导体球壳（其中无其他带电体） 的内表面将带电.如果经过理论分析，得出了带电导体球壳内表面所带电量与 δ、充电电量及内外半径的定量关系，再由实验检测内表面电量的下限（因为 实验的结果是“一无所有”，故称“示零”实验，得出的是内表面电量的下限)，那