库仑定律与k值的定义
库仑定律是静电学的基本定律，描述了真空中两个静止点电荷之间相互作用力的大小。其公式为 F = k * (|q1 * q2|) / r^2，其中 F 代表静电力，q1 和 q2 是两个点电荷的电荷量，r 是它们之间的距离。公式中的 k 是一个非常重要的比例常数，称为静电力常量或库仑常数。它的数值并非推导得出，而是通过实验精确测量确定的。
k值的具体数值与单位
在国际单位制（SI）中，库仑常数 k 的精确值约为 8.9875517923 × 10^9 N·m²/C²。在实际计算中，通常取其近似值 9.0 × 10^9 N·m²/C²。这个数值非常大，意味着即使电荷量很小，电荷间的静电力也可能相当可观。k 值的单位来源于公式：力的单位是牛顿（N），距离的单位是米（m），电荷的单位是库仑（C），因此 k 的单位自然就是 N·m²/C²。
k值的相关表达式与意义
在更高级的电磁学理论中，库仑常数 k 常被写为另一种形式：k = 1 / (4πε₀)。其中，ε₀ 是真空介电常数（或称真空电容率），其值约为 8.8541878128 × 10^{-12} C²/(N·m²)。这种写法虽然形式上更复杂，但在处理电磁场问题时能带来极大的便利，使麦克斯韦方程组的形式更加简洁对称。因此，库仑常数 k 不仅是连接电荷与力的桥梁，也是整个电磁理论体系中的一个基础性常数。