视频字幕
电荷间的相互作用是电学的基本现象。当两个电荷靠近时，它们之间会产生相互作用力。如果是异种电荷，正电荷和负电荷之间会相互吸引；如果是同种电荷，它们会相互排斥。这种作用力的大小遵循库仑定律，与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。
库仑定律用数学公式精确描述了电荷间的相互作用力。公式为F等于k乘以q1乘以q2的绝对值，再除以r的平方。其中F是相互作用力的大小，q1和q2是两个点电荷的电荷量，r是它们之间的距离，k是静电力常量，在真空中约等于9.0乘以10的9次方牛顿米平方每库仑平方。这个公式表明力的大小与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。
电荷间的相互作用具有明确的方向性。同种电荷之间相互排斥，无论是两个正电荷还是两个负电荷，它们都会产生排斥力，试图远离对方。而异种电荷，即正电荷和负电荷之间，则相互吸引，力的方向指向对方。所有这些力都沿着连接两个电荷的直线方向作用。当电荷距离改变时，力的大小也会相应变化，但方向规律保持不变。
库仑力的一个重要特征是它与距离的平方成反比关系。这意味着当两个电荷之间的距离发生变化时，它们之间的作用力会发生显著变化。如果距离增加一倍，力就会减小到原来的四分之一；如果距离增加两倍，力就会减小到原来的九分之一。相反，如果距离减小一半，力就会增加到原来的四倍。这种平方反比关系使得电荷在近距离时产生很强的相互作用，而在远距离时作用力快速衰减。
当存在多个电荷时，我们需要运用叠加原理来分析电荷间的相互作用。叠加原理指出，多个电荷对某一电荷的总作用力等于各个电荷单独对它作用力的矢量和。在这个例子中，绿色电荷Q同时受到三个电荷的作用：两个正电荷产生排斥力，一个负电荷产生吸引力。最终的合力是这三个力的矢量叠加结果。这个原理在原子物理、分子化学、静电场计算等领域都有重要应用。