Warum ist das Coulombsche Gesetz ein Abstandsquadratgesetz? [Duplikat]

Ich habe über das Coulombsche Gesetz gelesen, das besagt, dass die Anziehungs- oder Abstoßungskraft zwischen zwei Ladungen umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist.

Also im Allgemeinen, wenn ich sage, dann ist das Coulombsche Gesetz das umgekehrte Quadratgesetz. Aber ich möchte wirklich wissen, warum diese elektrostatische Kraft vom Quadrat der Entfernung abhängt und nicht vom Würfel oder der vierten Potenz. Warum nur das Quadrat der Entfernung?

Gibt es einen Zusammenhang mit den Abmessungen? Oder hängt es vom Bezugssystem ab? Warum hängt es vom Kehrwert des Quadrats der Entfernung ab?

Schon mal vom Gauß'schen Gesetz gehört?
Auch wenn es für diesen einen tieferen Hintergrund gibt, irgendwann ist die Antwort auf jedes "Warum?" Frage in der Physik ist einfach "Weil.". Wir beschreiben , wie das Universum funktioniert, und alles andere ist ein Bonus-Extra.
"Warum hängt es vom Kehrwert des Quadrats der Entfernung ab? " - im Kontext der Quantenfeldtheorie könnte die Antwort lauten, dass das Photon masselos ist. Siehe zum Beispiel Yukawa-Potenzial

Antworten (1)

Es ist nur wegen "Gauß's Gesetz für elektrische Felder (Maxwells erste Gleichung)"

Nehmen wir S in der integralen Form des Gaußschen Gesetzes als eine sphärische Oberfläche mit Radius r, zentriert um die Punktladung Q, haben wir

S E D A = Q ε 0
Durch die Annahme der Kugelsymmetrie ist der Integrand eine Konstante, die aus dem Integral herausgenommen werden kann. Das Ergebnis ist
4 π R 2 R ^ E ( R ) = Q ε 0
Wo R ^ ein Einheitsvektor ist, der radial von der Ladung weg zeigt. Wiederum aufgrund der sphärischen Symmetrie zeigt E in die radiale Richtung, und so erhalten wir
E ( R ) = Q 4 π ε 0 R ^ R 2
was im Wesentlichen dem Coulombschen Gesetz entspricht. Somit folgt die Abhängigkeit des elektrischen Feldes vom Abstandsquadratgesetz im Coulombschen Gesetz aus dem Gaußschen Gesetz.