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クーロン定数とは?

くーろんていすう

クーロン定数とは、二つの電荷の間に働く静電気力(クーロン力)の大きさを計算するときに使う比例定数で、電磁気学の基本定数のひとつです。

クーロン定数(Coulomb constant)は、静電気力(クーロン力)を表す式に登場する比例定数です。フランス物理学者シャルル・ド・クーロンが1785年頃に発見したクーロンの法則において中心的な役割を果たします。記号は k または k_e で表されます。

クーロンの法則は「二つの点電荷の間に働く力は、それぞれの電荷量の積に比例し、距離の二乗に反比例する」というもので、数式で表すと F = k × q₁q₂ / r² となります。ここで F は力、q₁・q₂ は各電荷の量、r は距離、k がクーロン定数です。

クーロン定数の値はおよそ 8.99 × 10^9 N·m²/C² です。この定数は真空の誘電率(ε₀)を用いて k = 1 / (4πε₀) と表すこともでき、電磁気学の理論体系と密接に結びついています。

クーロン定数の大きさは非常に大きく、これは電磁気力が重力と比べてきわめて強い力であることを示しています。原子内で電子と陽子が強く引き合っているのも、この大きなクーロン定数に由来します。電気回路・半導体・化学結合など、現代科学・技術の幅広い分野でクーロン定数は基本的な計算に用いられます。

使い方・例文

高校・大学の物理でクーロンの法則を計算する際に必ず使います。「二つの電荷の間の力を求めよ」という問題でクーロン定数 k を代入して計算します。

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