역제곱 법칙을  정량적 실험으로 나타낸 쿨롱

 

   프랑스의 물리학자, 전기학자로 금속선의 탄성과 비틀림을 연구하던 중 정밀한 비틀림 저울을 고안하여, 전하를 띤 물체 사이에 작용하는 힘과 자석의 자극 간에 작용하는 인력과 척력을 측정함으로써 쿨롱의 법칙을 발견하였다. 쿨롱의 법칙은 전하 사이에 작용하는 인력과 척력은 두 전하량의 곱에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례한다는 것이다. 이 비틀림 저울은 케번디시가 만유인력 상수를 구하는 데에도 사용되었다.

 

    측정 방법은 같은 부호의 전하(척력)인 경우에 비틀림저울의 금속선을 비틀고 그 금속선의 복원력과 전하 사이 거리의 관계를 조사함으로써 85년 전하 사이의 척력이 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 발견하였다. 그러나 서로 다른 부호의 전하(인력)인 경우에는 비틀림저울의 정력학적 균형을 이용한 이 방법으로는 효과적으로 실험할 수 없었다. 그래서 인력으로 회전운동을 일으키고 그 감쇠도(진동 지속시간)에서 인력의 크기를 구하는 동력학적 방법을 채용하여 87년 전기·자기의 인력·척력이 모두 거리의 2배에 반비례함을 실험적으로 나타내는 데 성공하였다.

    다만 전하·자석의 인력·척력이 역제곱의 법칙에 따른다는 것은 쿨롱 이전에 J.프리스틀리·H.캐번디시도 지녔던 생각이므로 쿨롱의 독자성은 그 역제곱의 법칙을 정확한 정량적 실험으로 나타낸 점에 있다.