"Přívěsek Charles Augustin"
Přívěsek Charles Augustin ( 1736- 1806)
francouzský vojenský inženýr a fyzik, výzkumník elektromagnetických a mechanických jevů; Člen pařížské akademie věd. Je po něm pojmenována jednotka elektrický náboj a zákon interakce elektrických nábojů.
Charles Coulon se narodil 14. června 1736 v Angouleme v rodině vládního úředníka. Studoval na College of Four Nations. Po absolvování této instituce složil zkoušky a v únoru 1760 nastoupil na Vojenskou inženýrskou školu v Mézières, jednu z nejlepších vyšších technických vzdělávacích institucí 18. století. Školu absolvoval v roce 1761, získal hodnost poručíka a byl poslán do Brestu, kde se zabýval kartografickými pracemi. Poté, několik let, Coulon sloužil u inženýrských sil na francouzském ostrově Martinik ve Fort Bourbon. Byl jsem mnohokrát vážně nemocný. Ze zdravotních důvodů byl nucen vrátit se do Francie a sloužil v La Rochelle a Cherbourg. V roce 1781 se usadil v Paříži. Po vypuknutí revoluce v roce 1789 rezignoval a žil v Blois.
Vědecká činnost
Na počátku 70. let 18. století se Coulomb aktivně zapojil do vědeckého výzkumu. Publikované práce o technické mechanice (statika konstrukcí, teorie větrných mlýnů, mechanické aspekty torze závitů atd.) Coulomb formuloval zákony torze; vynalezl torzní váhy, které sám používal k měření elektrických a magnetických interakčních sil. V roce 1781 popsal pokusy o kluzném a valivém tření? a formuloval zákony suchého tření. V letech 1785 až 1789 vydal sedm memoárů, kde formuloval zákon interakce elektrických nábojů a magnetické póly(Coulombův zákon), stejně jako schéma rozložení elektrických nábojů na povrchu vodiče. Zavedl pojmy magnetický moment a polarizace náboje. V roce 1789 publikoval práci o teorii kluzného tření.
Po revoluci Akademie věd vědce opakovaně povolala do Paříže, aby se podílel na určování vah a mír. Coulomb se stal jedním z prvních členů Národního institutu, který nahradil akademii. Coulomb zemřel 23. srpna 1806 v Paříži.
Charles Augustin Coulomb (1736-1806)- vynikající francouzský inženýr a fyzik, jeden ze zakladatelů elektrostatiky. Studoval torzní deformaci závitů a stanovil její zákony. Vynalezl (1784) torzní vyvážení a objevil (1785) zákon pojmenovaný po něm. Stanoveny zákony suchého tření. Coulombova experimentální studia byla zásadní pro vytvoření doktríny elektřiny a magnetismu. Člen pařížské akademie věd.
C. Coulon dosáhl skvělých vědeckých výsledků. Zákony vnějšího tření, zákon torze pružných nití, základní zákon elektrostatiky, zákon interakce magnetických pólů – to vše je zahrnuto do zlatého fondu vědy. „Coulombovo pole“, „Coulombův potenciál“ a konečně název jednotky elektrického náboje „coulomb“ je ve fyzikální terminologii pevně zaveden.
Roky studia
Charlesův otec, Henri Coulon, vládní úředník, se brzy po narození svého syna přestěhoval s rodinou do Paříže, kde nějakou dobu zastával lukrativní místo vybírání daní, ale poté, co se pustil do spekulací, které ho zruinovaly, se vrátil do svého vlasti, na jih Francie, do Montpellieru. Charles a jeho matka zůstali v Paříži.
Na konci 40. let 18. století byl Karel umístěn do jednoho z nejlepší školy té doby pro mladé lidi šlechtického původu - „College of the Four Nations“, známá také jako Mazarin College. Úroveň výuky tam byla poměrně vysoká, zejména matematice byla věnována velká pozornost. V každém případě byl mladý Charles Coulomb tak unesen vědou, že se rezolutně postavil proti matčiným záměrům vybrat mu povolání lékaře, v krajním případě právníka. Konflikt se stal tak vážným, že Charles opustil Paříž a přestěhoval se ke svému otci do Montpellier.
Vojenský inženýr
V tomto městě byla již v roce 1706 založena vědecká společnost, druhá po hlavní akademii. V únoru 1757 tam 21letý Coulomb přečetl svou první vědeckou práci, „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“, a brzy byl zvolen za asistenta v hodině matematiky.
To však přineslo jen morální zadostiučinění, bylo třeba zvolit další cestu. Po poradě se svým otcem si Charles zvolil dráhu vojenského inženýra. Coulomb dodala Montpellier Scientific Society potřebná doporučení, a po složení zkoušek (docela obtížných, takže příprava na ně vyžadovala devět měsíců výuky s učitelem) odešel Charles Coulon v únoru 1760 do Mézières, na Vojenskou inženýrskou školu, jednu z nejlepších vysokých technických škol té doby. .
Vzdělávání ve škole probíhalo s jasně vyjádřenou praktickou zaujatostí: kromě matematiky, fyziky a dalších „teoretických předmětů“ se studovalo mnoho čistě aplikovaných disciplín – od stavebnictví a toho, co by se nyní nazývalo „nauka o materiálech“, až po otázky práce. organizace (studenti byli pověřeni vedením brigád rolníků mobilizovaných pro veřejně prospěšné práce). Charles Coulon absolvoval školu v roce 1761.
I když jeho posudek vedoucího školy vypadá místy méně nadšeně („Jeho práce na obležení je horší než průměr, kresby jsou provedeny velmi špatně, s výmazy a značkami... Coulomb věří, stejně jako ostatní s podobný způsob uvažování, že dřevo na lafety a káry lze v lese snadno najít...“, patřil pravděpodobně mezi nejlepší absolventy (odměněno finanční odměnou).
Prvních 10 let služby
Po obdržení hodnosti poručíka byl Charles Coulon poslán do Brestu, jednoho z hlavních přístavů na západním pobřeží Francie. V Brestu byl Kulon pověřen kartografickými pracemi souvisejícími s výstavbou a rekonstrukcí opevnění na pobřeží. Tato činnost byla ale spíše krátkodobá.
O necelé dva roky později se Coulon musel naléhavě zapojit do stavby pevnosti na ostrově Martinik v Západní Indii, aby ji ochránil před Brity. Vypsanou soutěž na projekt opevnění vyhrál zkušený vojenský inženýr de Rochemore, ale tento projekt vyvolal velkou kontroverzi, do které byl zapojen i Charles Coulomb. Přestože byl projekt jako celek úspěšně obhájen, musely být provedeny významné změny; zejména prostředky byly sníženy o více než polovinu. Coulon, který zůstal de facto manažerem stavby, pod jejímž dohledem pracovalo téměř jeden a půl tisíce lidí, se ocitl před mnoha velmi složitými, a to nejen technickými problémy. Pracovní podmínky byly těžké, klima velmi obtížné, lidí málo a ti, kteří zůstali, byli vážně nemocní. Během osmileté práce na ostrově byl sám Coulon osmkrát vážně nemocen a následně se s těžce podlomeným zdravím vrátil do Francie. Rozsáhlé zkušenosti, které získal, stály jeho vlastní zdraví.
Po návratu domů
Po návratu do Francie Charles Coulon v roce 1772 přijal jmenování do Bouchaine. Pracovní podmínky zde byly nesrovnatelně snazší a naskytla se možnost opět aktivně pokračovat ve vědecké činnosti. Problémy, které řešil, patří do oblasti, která by se dnes nazývala stavební mechanika a pevnost materiálů. Již v té době tato oblast přitahovala velkou pozornost mnoha fyziků a matematiků. Po návratu do vlasti Coulomb, který provedl poměrně velký počet nových studií, zaslal své paměti pařížské akademii věd a poté je přečetl na dvou schůzkách v březnu a dubnu 1773. Dva akademici, kteří byli pověřeni jeho přezkoumáním chválil toto dílo (jeden z nich, Borda, byl následně během jakobínské diktatury zachráněn Charlesem Coulonem, který ho ukryl na svém panství). To byla pro autora velká podpora.
Ale brzy se Coulomb začal zajímat o nové problémy. V roce 1775 vyhlásila pařížská akademie věd soutěžní úkol: „Výzkum nejlepší způsob výroba magnetických jehel, jejich zavěšení a kontrola, zda se jejich směr shoduje se směrem magnetického poledníku a nakonec vysvětlení jejich pravidelných denních odchylek.“ Pokud jde o poslední část problému, jeho řešení bylo v té době zjevně nedostupné (dokonce asi samotný důvod existence magnetické pole O Zemi není známo vše nejen tehdy, ale ani nyní!), ale zde je problém nejlepší zařízení relevantní byl kompas a zejména zavěšení magnetické střelky. Uchvátila Coulon.
O tom, jak těžký to byl úkol, co vysoká přesnost nutné zajistit, lze soudit alespoň z následující skutečnosti: šíp zavěšený na tenké hedvábné niti reagoval tak citlivě na všechny vlivy, že bylo nutné jej chránit nejen před nejslabšími proudy vzduchu, ale dokonce i před přiblížením se oko pozorovatele (na šipce a na lidském těle se vždy mohou nacházet elektrické náboje a jejich interakce může ovlivňovat síly).
Aby to Coulomb odstranil, rozhodl se nahradit hedvábné nitě kovovým drátem, který vede elektřinu. To byl krok, který později sehrál velmi důležitou roli, když Coulomb vynalezl a začal používat torzní váhy. Ale tato práce byla zatím ještě daleko.
V roce 1777 vyhrál Charles Coulomb soutěž na vývoj přístroje pro studium magnetického pole Země a okamžitě se vrhl na další velkou práci: studium tření. V roce 1779 (a pak znovu v roce 1781) akademie vyhlásila další soutěž věnovanou speciálně tření. Již v roce 1780 předložil Coulomb akademii soutěžní práci „Teorie jednoduchých strojů“, která byla o rok později také oceněna. Výsledky této práce byly založeny na četných Coulombových experimentech, které zkoumaly, jak dochází ke tření mezi pevné látky a tření v kapalinách a plynech. Coulomb tuto práci prováděl již v Lille, kam byl přeložen počátkem roku 1780. Asi o rok později se splnilo jeho dávné přání: byl přeložen do Paříže, kde byl 12. prosince 1781 zvolen akademikem v r. třída mechaniků.
V Paříži
V hlavním městě se Charles Coulomb téměř okamžitě potýkal s mnoha případy, včetně těch administrativních. Některé z nich měly i politický přesah a jeden z nich dokonce pro Coulon skončil týdenním vězením ve věznici opatství Saint-Germain des Pres. Setkání v četných komisích, zejména v bretaňské komisi pro kanál, zbylo na vědu málo času, a přesto Coulomb v roce 1784 představil akademii své dílo, které lze považovat za velmi důležité: monografie o torzi tenkých kovových nití, a 1785-89 - série memoárů o elektřině a magnetismu.
Studium torze závitu se může zdát pouze jako pomocná „technická“ hodnota, ale bez něj by další kvantitativní měření síly interakce mezi elektrickými náboji a magnetickými póly nebyla možná. Dílo Charlese Coulomba se jako vždy vyznačovalo hloubkou a důmyslností. Průměr velmi tenkých nití tedy určoval Coulomb vážením a měřením jejich délky. Hodně z toho, co bylo zahrnuto do Coulombových klasických studií, lze nyní vidět v dílech některých jeho předchůdců. Torzní váhy tedy použil vynikající anglický vědec Henry Cavendish již v roce 1773, ale své práce nepublikoval až o století později.
Důležitým bodem pro řešení celého problému bylo, že Coulomb pochopil: je nutné studovat interakci „bodových“ nabitých těles, tzn. takové vzdálenosti, mezi nimiž výrazně přesahují jejich velikosti. Ale ani zde Coulomb nebyl první. Na stejnou myšlenku přišel Angličan Robison (1739-1805), který v důsledku pečlivých experimentů dospěl k závěru, že síla elektrická interakce mezi tělesy je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi, ale své výsledky oznámil až v roce 1801, mnohem později než Coulomb.
Nicméně zákon inverzní čtverce„Už dlouho se mnohým zdálo téměř samozřejmé. A není to jen hypnotizující příklad zákona univerzální gravitace velký Newton. Jiný zákon by nevysvětloval mnoho pozorovatelných skutečností (například proč uvnitř krabice s vodivými stěnami, bez ohledu na to, jaký náboj je na ni umístěn, ne elektrické pole necítil).
Coulombův zákon dnes zná snad každý školák. Ale je nepravděpodobné, že by mnoho lidí vědělo, jakou dovednost a pozorování musel výzkumník prokázat.
Charles Coulomb si toho všiml mimochodem, který nabíjí „odtok“ z těles poměrně rychle a správně to vysvětlil tím, že vzduch má určitou vodivost. Tato okolnost experiment zkomplikovala, ale sama se stala důležitý objev. Mnoho lidí ví, že zákon interakce magnetických pólů, který také pečlivě studoval Coulomb, je navenek velmi podobný zákonu interakce elektrických nábojů. Z tohoto důvodu se elektrostatika a magnetostatika dlouho zdály podobné ve všem, kromě skutečnosti úžasný faktže „magnetické náboje“ opačných znamének se z nějakého důvodu vyskytují vždy ve dvojicích a nikdy ne odděleně. Teprve po Amperově práci vyšlo najevo, že magnetická pole permanentní magnety nejsou způsobeny tím, že se skládají z obrovského množství malých magnetů (jak si všimnul Coulomb), ale elektrické proudy, tj. pohyb elektrických nábojů.
Moderní klasická (tj. nekvantová) teorie elektrických a magnetických jevů je často nazývána elektrodynamikou Faradaye a Maxwella. Na sepsání této nejdůležitější kapitoly fyziky se samozřejmě zasloužilo i mnoho dalších pozoruhodných vědců a jméno Charles Coulomb by zde mělo být právem uvedeno mezi prvními.
Více o Charlesi Coulombovi:
Charles Augustin Coulon se narodil v Angoulême, které se nachází v jihozápadní Francii. Jeho otec Henri Coulon, který se kdysi pokusil udělat vojenskou kariéru, se v době, kdy se mu narodil syn, stal vládním úředníkem. Angoulême nebyla trvalé místo bydliště rodiny Coulonů, nějakou dobu po narození Charlese se přestěhovala do Paříže.
Charlesova matka, rozená Catherine Bage, pocházející ze šlechtického rodu de Senac, chtěla, aby se její syn stal lékařem. Na základě celkového plánu vybrala vzdělávací instituce, kterou zpočátku navštěvoval Charles Augustin – Kolegium čtyř národů, známé také jako Mazarin College.
Další osud přívěsku byl určen událostmi, které se staly v životě jeho rodiny. Henri Coulon, který zřejmě neměl vážné schopnosti ve finanční oblasti, zkrachoval, pustil se do spekulací, v důsledku čehož byl nucen opustit Paříž do své vlasti, Montpellier, na jihu Francie. Žilo tam mnoho vlivných příbuzných, kteří mohli smolnému finančníkovi pomoci. Jeho žena nechtěla následovat svého manžela a zůstala v Paříži s Charlesem a jeho mladšími sestrami. Mladý Coulon však se svou matkou dlouho nežil.
Jeho zájem o matematiku vzrostl natolik, že oznámil své rozhodnutí stát se vědcem. Konflikt mezi matkou a synem vedl k tomu, že Charles Coulon opustil hlavní město a přestěhoval se k otci do Montpellier.
Bratranec jeho otce Louis, který zastával prominentní postavení v Montpellier, znal mnoho členů Královské vědecké společnosti města. Brzy představil společnosti svého synovce Charlese.
V únoru 1757 na setkání Královské vědecké společnosti přečetl mladý matematický nadšenec svou první vědeckou práci „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“. Vzhledem k tomu, že práce získala souhlas členů společnosti, byl ctižádostivý výzkumník brzy zvolen jako asistent v matematické třídě. Následně se Charles Coulomb aktivně zapojil do práce společnosti a představil dalších pět memoárů - dvě o matematice a tři o astronomii. Jeho zájem o astronomii podnítily pozorování, které provedl s dalším členem Montpellier Society, de Ratt. Charles se účastnil pozorování komety a zatmění měsíce, jehož výsledky prezentoval formou memoárů. Coulomb se také zajímal o teoretické otázky astronomie: jedna z jeho prací byla věnována určení poledníkové čáry.
V únoru 1760 vstoupil Karel do Mézières školy vojenští inženýři. Naštěstí pro něj ve škole působil učitel matematiky, opat Charles Bossu, který se později stal slavným vědcem. Coulomb se během studií na Mézières sblížil s Bossu kvůli jeho zájmu o matematiku a udržoval s ním přátelské vztahy po mnoho let.
Další důležitý zdroj znalostí, který byl později užitečný Charlesi Coulombovi v vědecká práce, proběhly přednášky o experimentální fyzice, kterou v létě 1760 začal na škole přednášet slavný francouzský přírodovědec opat Nollet.
V listopadu 1761 Charles absolvoval školu a byl přidělen do významného přístavu na západním pobřeží Francie - Brestu. Pak přijel na Martinik. Během osmi let, které tam strávil, několikrát vážně onemocněl, ale pokaždé se vrátil plnit své úřední povinnosti. Tyto nemoci neprošly beze stopy po návratu do Francie, Coulomb se již nemohl cítit jako zcela zdravý člověk.
Přes všechny tyto potíže Coulomb plnil své povinnosti velmi dobře. Jeho úspěch při budování pevnosti na Montgarnieru byl poznamenán povýšením - v březnu 1770 obdržel hodnost kapitána - v té době se to dalo považovat za velmi rychlé povýšení. Brzy Coulon znovu vážně onemocněl a nakonec podal zprávu s žádostí o převoz do Francie.
Po návratu domů byl Charles Coulon jmenován do Bushey. Zde dokončuje výzkum započatý během služby v Západní Indii. Ačkoli se Coulomb se svou charakteristickou skromností považoval za „zbytek dělníků“, ve skutečnosti je mnoho myšlenek, které formuloval ve své první vědecké práci, stále považováno za zásadní odborníky na pevnost materiálů.
Podle tehdejší tradice představil Coulomb na jaře 1773 pařížské akademii věd své paměti. Přečetl paměti na dvou zasedáních Akademie v březnu a dubnu 1773. Práce byla přijata se souhlasem. Zejména akademik Bossu napsal:
„Pod tímto skromným názvem objal Monsieur Coulomb celou architektonickou statiku... Během jeho výzkumu zaznamenáváme hlubokou znalost nekonečně malých analýz a moudrosti při výběru fyzikálních hypotéz, stejně jako při jejich aplikaci. Proto se domníváme, že toto dílo si plně zaslouží schválení Akademie a je hoden publikování ve Sbírce prací zahraničních vědců.“
V roce 1774 byl Coulon přenesen do velkého přístavu Cherbourg. Coulomb měl z tohoto jmenování radost – věřil, že právě v přístavním městě může vojenský inženýr najít nejlepší využití své znalosti a schopnosti. V Cherbourgu, kde Charles Coulon sloužil až do roku 1777, se podílel na opravě řady opevnění. Tato práce zanechala dostatek volného času a mladý vědec pokračoval ve svém vědecký výzkum. Hlavním tématem, které Coulomba v této době zajímalo, byl vývoj optimální metody výroby magnetických jehel pro přesná měření magnetického pole Země. Toto téma bylo položeno v soutěži vyhlášené pařížskou akademií věd.
Najednou byli vyhlášeni dva vítězové soutěže z roku 1777 – švédský vědec van Schwinden, který svou práci již do soutěže nominoval, a Coulomb. Pro dějiny vědy však není největší zájem o kapitolu Coulombových memoárů věnovanou magnetickým šípům, ale o kapitolu následující, která analyzuje mechanické vlastnosti závity, na kterých jsou zavěšeny šipky. Vědec provedl řadu experimentů a stanovil obecný řád závislost momentu torzní deformační síly na úhlu natočení závitu a na jeho parametrech: délce a průměru.
Nízká elasticita hedvábných nití a vlasů vzhledem k torzi umožnila zanedbat vznikající moment pružných sil a předpokládat, že magnetická jehla přesně sleduje změny v deklinaci. Tato okolnost posloužila Charlesi Coulombovi jako podnět ke studiu torze válcových kovových závitů. Výsledky jeho experimentů byly shrnuty v práci „Teoretické a experimentální studie Torzní síla a elasticita kovových drátů, dokončena v roce 1784.
Coulombův obraz deformací se samozřejmě v mnoha rysech liší od toho moderního. Obecný důvod vzniku nepružných deformací – komplexní závislost sil mezimolekulární interakce na vzdálenosti mezi molekulami – však Coulomb správně naznačil. Hloubku jeho myšlenek o povaze deformací zaznamenalo mnoho vědců 19. století, včetně takových slavných jako Jung.
Postupně Charles Coulomb se stále více zapojoval do vědecké práce, i když se nedá říci, že by mu byly povinnosti vojenského inženýra lhostejné. V roce 1777 byl Coulon znovu přenesen, nyní na východ Francie do malého města Salins. Počátkem roku 1780 byl již v Lille a všude Coulon nacházel příležitosti k vědeckému bádání.
Charles Coulon nesloužil v Lille dlouho. Jeho sen se stal skutečností – v první polovině září 1781 oznámil ministr války přesun Coulombu do Paříže, kde měl řešit inženýrské záležitosti související s nechvalně proslulou vězeňskou pevností Bastille. 30. září mu byl udělen kříž Saint Louis. Opodstatněné byly i jeho naděje spojené s pařížskou akademií věd. 12. prosince 1781 byl Coulomb zvolen do akademie ve třídě mechaniků. Stěhování do hlavního města znamenalo nejen změnu pracovního místa a odpovědnosti. Tato událost vedla ke kvalitativní změně v tématech Coulombova vědeckého výzkumu.
Charles Coulomb provedl řadu experimentů, ve kterých studoval nejdůležitější vlastnosti třecí jevy. Nejprve studoval závislost statické třecí síly na době trvání kontaktu těles. Zjistil, že pro stejnojmenná tělesa, například strom - strom, má délka kontaktu nepodstatný vliv. Když se na rozdíl od těles dostanou do kontaktu, koeficient statického tření se během několika dnů zvýší. Coulomb také zaznamenal takzvaný jev stagnace: síla potřebná k přenosu těles v kontaktu ze stavu klidu do stavu relativního pohybu výrazně převyšuje sílu kluzného tření.
Charles Coulomb svými experimenty položil základy pro studium závislosti klouzavé třecí síly na relativní rychlosti dotyku těles. Zvláštní význam Coulombovy práce pro praxi spočívá v tom, že při provádění experimentů používal velké zátěže blízké zátěžím nalezeným v skutečný život: jejich hmotnost dosáhla 1000 kg. Tato vlastnost Coulombova výzkumu předurčila dlouhou životnost jeho výsledků – data měření obsažená v memoáru „Teorie jednoduchých strojů“ používali inženýři téměř sto let. V oblasti teorie spočívá Coulombova zásluha ve vytvoření poměrně úplného mechanický obrázek tření.
K výzkumu na toto téma se vrátil o deset let později. V roce 1790 Coulomb předložil akademii monografie „O tření na místě podpory“. V něm vědec studoval tření, ke kterému dochází při předení a válcování. A v roce 1784 se Coulomb ujal problematiky vnitřního tření v kapalinách. Tento vědec byl schopen poskytnout úplnější řešení o mnoho let později, v práci z roku 1800, která se jmenovala „Experimenty věnované stanovení adheze kapalin a zákonu jejich odporu při velmi pomalých pohybech“. Coulomb zvláště pečlivě zkoumá závislost odporové síly na rychlosti pohybu tělesa. Ve svých experimentech se rychlost pohybu těla mění od zlomků milimetru až po několik centimetrů za sekundu - v důsledku toho Charles Coulomb došel k závěru, že při velmi nízkých rychlostech je odporová síla úměrná rychlosti, kterou se stává; úměrné druhé mocnině rychlosti.
Coulombova studie torze tenkých kovových nití pro soutěž z roku 1777 měla důležitý praktický důsledek – vytvoření torzních vyvážení. Toto zařízení by mohlo být použito pro měření malých sil různé povahy a poskytl citlivost, která v 18. století neměla obdoby.
Coulomb vyvinul velmi přesné fyzické zařízení a začal pro něj hledat hodné využití. Vědec začíná pracovat na problémech elektřiny a magnetismu. Jeho sedm memoárů představuje realizaci výzkumného programu, který byl v šíři 18. století vzácný.
Nejdůležitějším výsledkem, kterého Coulomb dosáhl v oblasti elektřiny, bylo stanovení základního zákona elektrostatiky - zákona interakce nehybného bodové poplatky. Experimentální zdůvodnění slavného „Coulombova zákona“ tvoří obsah první a druhé paměti. Tam vědec formuluje základní zákon elektřiny:
"Síla odpuzování mezi dvěma malými kuličkami, elektrizovanými elektřinou stejné povahy, je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi středy kuliček."
Coulomb ve své třetí paměti upozornil na fenomén úniku elektrického náboje. Hlavním výsledkem bylo stanovení exponenciálního zákona o poklesu náboje v čase. V další, jedné z nejkratších memoárů v sérii, Coulomb zkoumal otázku povahy distribuce elektřiny mezi tělesy. Dokázal, že "elektrická tekutina je distribuována ve všech tělesech podle jejich tvaru."
Páté a šesté paměti jsou věnovány kvantitativní analýza rozložení náboje mezi kontaktními vodivými tělesy a stanovení hustoty náboje na různých částech povrchu těchto těles.
Ve vztahu k magnetismu se Charles Coulomb pokusil vyřešit stejné problémy jako u elektřiny. Popis experimentů s permanentními magnety tvoří významnou část druhé monografie a téměř celé sedmé monografie v řadě. Vědci se podařilo zachytit některé zvláštní rysy magnetismu. Obecně je však obecnost výsledků získaných Coulombem v oblasti magnetismu mnohem menší než obecnost zákonů stanovených pro elektřinu.
Coulomb tak položil základy elektrostatiky a magnetostatiky. Získal experimentální výsledky, které mají zásadní i aplikační význam. Pro dějiny fyziky měly velký význam také jeho experimenty s torzními vahami, protože poskytly fyzikům metodu pro stanovení jednotky elektrického náboje pomocí veličin používaných v mechanice: síly a vzdálenosti, což umožnilo provádět kvantitativní studie elektrických jevů. .
Coulombovy poslední monografie ze série o elektřině a magnetismu byly představeny pařížské akademii věd v roce 1789. V prosinci 1790 Coulomb podal rezignaci. V dubnu následujícího roku bylo jeho žádosti vyhověno a začal pobírat penzi 2240 livres ročně, která se však po pár letech výrazně snížila.
Koncem roku 1793 se politická situace v Paříži ještě více vyhrotila. Proto se Charles Coulomb rozhodl z Paříže odstěhovat. On a jeho rodina se přestěhují na jeho panství poblíž Blois. Vědec zde stráví téměř rok a půl útěkem před politickými bouřemi.
Coulon žil v obci až do prosince 1795 Návrat do Paříže nastal poté, co byl Coulomb zvolen stálým členem oddělení experimentální fyziky Francouzského institutu – nové národní akademie.
Kdy přesně se Coulomb stal rodinným mužem, není jasné. Je známo pouze to, že vědcova manželka Louise Françoise, rozená Desormeaux, byla mnohem mladší než on. Jejich manželství bylo oficiálně zaregistrováno až v roce 1802, ačkoli Coulonův první syn, pojmenovaný Charles Aupostin po otci, se narodil v roce 1790. Druhý syn, Henri Louis, se narodil v roce 1797.
Poslední roky svého života věnuje organizaci nový systém vzdělávání ve Francii. Cestování po zemi zcela podkopalo vědcovo zdraví. V létě roku 1806 onemocněl horečkou, se kterou už jeho tělo nezvládalo. Přívěsek zemřel v Paříži 23. srpna 1806.
Charles Coulon zanechal své manželce a synům poměrně významné dědictví. Na znamení úcty k Coulombově památce byli oba jeho synové zapsáni na státní náklady do privilegovaných vzdělávacích institucí.
Javascript je ve vašem prohlížeči zakázán.Charles Augustin de Coulon(fr. Charles-Augustin de Coulomb, 14. června - 23. srpna) - francouzský vojenský inženýr a fyzik, výzkumník elektromagnetických a mechanických jevů; Člen pařížské akademie věd. Je po něm pojmenována jednotka elektrického náboje a zákon interakce elektrických nábojů.
Po revoluci Akademie věd opakovaně svolala vědce do Paříže, aby se podílel na určování vah a mír (iniciativa revoluční vlády). Coulomb se stal jedním z prvních členů Národního institutu, který nahradil akademii. V roce 1802 byl jmenován inspektorem veřejných budov, ale jeho zdraví, podkopané ve službě, nedovolilo vědci, aby se v této funkci výrazně prokázal.
Na počátku 70. let 18. století se Coulon po návratu z Martiniku aktivně věnoval vědeckému výzkumu. Publikované práce z technické mechaniky (statika konstrukcí, teorie větrných mlýnů, mechanické aspekty kroucení závitů atd.). Coulomb formuloval zákony torze; vynalezl torzní váhy, které sám používal k měření elektrických a magnetických interakčních sil.
Právě tam, stojící stranou všech, byl Axel doslova proměněn!.. Znuděný mladík kamsi zmizel, mrknutím oka a na jeho místě... stálo živoucí ztělesnění těch nejkrásnějších citů na zemi, které doslova „Pohltil“ ho planoucím pohledem krásná dáma, která se k němu blížila...
"Ach-och... jak je krásná!..." vydechla nadšeně Stella. -Vždycky je tak krásná!...
- Co, viděl jsi ji mnohokrát? – zeptal jsem se se zájmem.
- Ach ano! Chodím se na ni dívat velmi často. Je jako na jaře, že?
- A vy ji znáte?... Víte, kdo to je?
"Samozřejmě!... Je to velmi nešťastná královna," zesmutněla holčička.
- Proč nešťastný? Vypadá to, že má ze mě velkou radost,“ byl jsem překvapen.
"To je právě teď... A pak zemře... Zemře velmi děsivě - useknou jí hlavu... Ale nerada se na to dívám," zašeptala Stella smutně.
Mezitím ta krásná paní dohonila našeho mladého Axela, a když ho spatřila, na okamžik ztuhla překvapením, a pak se na něj půvabně začervenala a velmi sladce se na něj usmála. Z nějakého důvodu jsem měl dojem, že svět kolem těchto dvou lidí na okamžik zamrzl... Jako by pro ně na velmi krátkou chvíli nebylo nic a nikdo kromě nich dvou... Ale paní se pohnula a magický okamžik se rozpadl na tisíce krátkých okamžiků, které se mezi těmito dvěma lidmi proplétaly v silné jiskřivé vlákno, které je nikdy nepustilo...
Axel stál úplně omráčený a opět nevnímaje nikoho kolem, díval se za svou krásnou dámou a jeho dobyté srdce pomalu odcházelo s ní... Nevnímal pohledy procházejících mladých krásek, které se na něj dívaly, a nereagoval na jejich zářivé, vyzývavé úsměvy.
Hrabě Axel Fersen Marie Antoinetta
Jako člověk byl Axel, jak se říká, „jak uvnitř, tak navenek“ velmi atraktivní. Byl vysoký a půvabný, s obrovskýma vážnýma šedýma očima, vždy přívětivý, rezervovaný a skromný, což přitahovalo ženy i muže stejnou měrou. Jeho správná, vážná tvář se jen zřídka rozzářila úsměvem, ale pokud se to stalo, pak se v takové chvíli stal Axel prostě neodolatelným... Bylo proto zcela přirozené, že okouzlující ženská polovička zintenzivnila pozornost vůči němu, ale aby jejich společná lítost, Axela zajímalo jen to, že na celém širém světě je jen jedno stvoření - jeho neodolatelná, krásná královna...
– Budou spolu? – nevydržel jsem to. - Oba jsou tak krásní!...
Stella se jen smutně usmála a okamžitě nás vrhla do další „epizody“ tohoto neobvyklého a jaksi velmi dojemného příběhu...
Ocitli jsme se ve velmi útulném, květinami vonící, malém letní zahrádka. Všude kolem, kam až oko dohlédlo, byl nádherný zelený park zdobený mnoha sochami a v dálce úchvatně obrovský park, podobný malé město, kamenný palác. A mezi vší tou „grandiózní“, mírně tísnivou, obklopující majestátností, pouze tato zahrada, zcela chráněná před zvědavýma očima, vytvářela pocit skutečného pohodlí a jakési hřejivé, „domácí“ krásy...
Zesílené teplem letního večera byly ve vzduchu závratně sladké vůně rozkvetlých akácií, růží a něčeho dalšího, co jsem nedokázal identifikovat. Nad čistým povrchem malý rybník, jako v zrcadle se odrážely obrovské šálky měkkých růžových leknínů a sněhově bílé „kožichy“ líných, ke spánku připravených královských labutí. Krásný mladý pár šel po malé úzké cestičce kolem rybníka. Někde v dálce se ozývala hudba, veselý ženský smích se třpytil jako zvony, zněly radostné hlasy mnoha lidí a jen pro tyto dva se svět zastavil právě tady, v tomto malém koutě země, kde v tu chvíli zazněly jemné hlasy ptáci zněli jen pro ně; jen pro ně v růžových plátcích zašuměl hravý, lehký vánek; a jen pro ně se na chvíli úslužně zastavil čas a dal jim možnost být sami - jen muž a žena, kteří se sem přišli rozloučit, ani nevěděli, zda to bude navždy...
Dáma byla ve svých skromných, bílých letních šatech vyšívaných drobnými zelenými kvítky milá a jaksi „vzdušná“. Její nádherné popelavé vlasy byly svázány zelenou stuhou, díky čemuž vypadala jako milá lesní víla. Vypadala tak mladě, čistě a skromně, že jsem v ní hned nepoznal majestátní a zářivou krásu královny, kterou jsem před pár minutami viděl v celé její velkolepé „slavnostní“ kráse.
Francouzská královna Marie Antoinetta
Charles Augustin Coulomb (1736-1806)- vynikající francouzský inženýr a fyzik, jeden ze zakladatelů elektrostatiky. Studoval torzní deformaci závitů a stanovil její zákony. Vynalezl (1784) torzní vyvážení a objevil (1785) zákon pojmenovaný po něm. Stanoveny zákony suchého tření. Coulombova experimentální studia byla zásadní pro vytvoření doktríny elektřiny a magnetismu. Člen pařížské akademie věd.
C. Coulon dosáhl skvělých vědeckých výsledků. Zákony vnějšího tření, zákon torze pružných nití, základní zákon elektrostatiky, zákon interakce magnetických pólů – to vše je zahrnuto do zlatého fondu vědy. „Coulombovo pole“, „Coulombův potenciál“ a konečně název jednotky elektrického náboje „coulomb“ je ve fyzikální terminologii pevně zaveden.
Roky studia
Charlesův otec, Henri Coulon, vládní úředník, se brzy po narození svého syna přestěhoval s rodinou do Paříže, kde nějakou dobu zastával lukrativní místo vybírání daní, ale poté, co se pustil do spekulací, které ho zruinovaly, se vrátil do svého vlasti, na jih Francie, do Montpellieru. Charles a jeho matka zůstali v Paříži.
Koncem 40. let 18. století byl Karel umístěn do jedné z nejlepších škol té doby pro mladé lidi šlechtického původu - Kolej čtyř národů, též Mazarinova kolej. Úroveň výuky tam byla poměrně vysoká, zejména matematice byla věnována velká pozornost. V každém případě byl mladý Charles Coulomb tak unesen vědou, že se rezolutně postavil proti matčiným záměrům vybrat mu povolání lékaře, v krajním případě právníka. Konflikt se stal tak vážným, že Charles opustil Paříž a přestěhoval se ke svému otci do Montpellier.
Vojenský inženýr
V tomto městě byla již v roce 1706 založena vědecká společnost, druhá po hlavní akademii. V únoru 1757 tam 21letý Coulomb přečetl svou první vědeckou práci, „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“, a brzy byl zvolen za asistenta v hodině matematiky.
To však přineslo jen morální zadostiučinění, bylo třeba zvolit další cestu. Po poradě se svým otcem si Charles zvolil dráhu vojenského inženýra. Montpellier Scientific Society poskytla Coulonovi potřebná doporučení a po složení zkoušek (docela obtížných, takže příprava na ně vyžadovala devět měsíců studia s učitelem) odešel Charles Coulon v únoru 1760 do Mézières, na Vojenskou inženýrskou školu, jeden z nejlepších vysokých technických škol té doby.
Vzdělávání ve škole probíhalo s jasně vyjádřenou praktickou zaujatostí: kromě matematiky, fyziky a dalších „teoretických předmětů“ se studovalo mnoho čistě aplikovaných disciplín – od stavebnictví a toho, co by se nyní nazývalo „nauka o materiálech“, až po otázky práce. organizace (studenti byli pověřeni vedením brigád rolníků mobilizovaných pro veřejně prospěšné práce). Charles Coulon absolvoval školu v roce 1761.
I když jeho posudek vedoucího školy vypadá místy méně nadšeně („Jeho práce na obležení je horší než průměr, kresby jsou provedeny velmi špatně, s výmazy a značkami... Coulomb věří, stejně jako ostatní s podobný způsob uvažování, že dřevo na lafety a káry lze v lese snadno najít...“, patřil pravděpodobně mezi nejlepší absolventy (odměněno finanční odměnou).
Prvních 10 let služby
Po obdržení hodnosti poručíka byl Charles Coulon poslán do Brestu, jednoho z hlavních přístavů na západním pobřeží Francie. V Brestu byl Kulon pověřen kartografickými pracemi souvisejícími s výstavbou a rekonstrukcí opevnění na pobřeží. Tato činnost byla ale spíše krátkodobá.
O necelé dva roky později se Coulon musel naléhavě zapojit do stavby pevnosti na ostrově Martinik v Západní Indii, aby ji ochránil před Brity. Vypsanou soutěž na projekt opevnění vyhrál zkušený vojenský inženýr de Rochemore, ale tento projekt vyvolal velkou kontroverzi, do které byl zapojen i Charles Coulomb. Přestože byl projekt jako celek úspěšně obhájen, musely být provedeny významné změny; zejména prostředky byly sníženy o více než polovinu. Coulon, který zůstal de facto manažerem stavby, pod jejímž dohledem pracovalo téměř jeden a půl tisíce lidí, se ocitl před mnoha velmi složitými, a to nejen technickými problémy. Pracovní podmínky byly těžké, klima velmi obtížné, lidí málo a ti, kteří zůstali, byli vážně nemocní. Během osmileté práce na ostrově byl sám Coulon osmkrát vážně nemocen a následně se s těžce podlomeným zdravím vrátil do Francie. Rozsáhlé zkušenosti, které získal, stály jeho vlastní zdraví.
Po návratu domů
Po návratu do Francie Charles Coulon v roce 1772 přijal jmenování do Bouchaine. Pracovní podmínky zde byly nesrovnatelně snazší a naskytla se možnost opět aktivně pokračovat ve vědecké činnosti. Problémy, které řešil, patří do oblasti, která by se dnes nazývala stavební mechanika a pevnost materiálů. Již v té době tato oblast přitahovala velkou pozornost mnoha fyziků a matematiků. Po návratu do vlasti Coulomb, který provedl poměrně velký počet nových studií, zaslal své paměti pařížské akademii věd a poté je přečetl na dvou schůzkách v březnu a dubnu 1773. Dva akademici, kteří byli pověřeni jeho přezkoumáním chválil toto dílo (jeden z nich, Borda, byl následně během jakobínské diktatury zachráněn Charlesem Coulonem, který ho ukryl na svém panství). To byla pro autora velká podpora.
Ale brzy se Coulomb začal zajímat o nové problémy. V roce 1775 Pařížská akademie věd oznámila soutěžní problém: „Najít nejlepší metodu pro výrobu magnetických jehel, zavěsit je a zkontrolovat, zda se jejich směr shoduje se směrem magnetického poledníku, a nakonec vysvětlit jejich pravidelné denní variace.“ Pokud jde o poslední část problému, jeho řešení bylo v té době zjevně nepřístupné (dokonce není vše známo o samotném důvodu existence magnetického pole Země nejen tehdy, ale ani nyní!), ale problém tzv. relevantní byl nejlepší design kompasu a zejména zavěšení magnetické střelky. Uchvátila Coulon.
Jak obtížný to byl úkol, jakou vysokou přesnost bylo potřeba zajistit, lze posoudit podle následující skutečnosti: šíp zavěšený na tenké hedvábné niti reagoval tak citlivě na všechny vlivy, že musel být chráněn nejen před nejslabšími proudy vzduchu, ale i z přiblížení oka pozorovatele (na šípu i na lidském těle mohou být vždy elektrické náboje a jejich vzájemné působení může ovlivňovat síly).
Aby to Coulomb odstranil, rozhodl se nahradit hedvábné nitě kovovým drátem, který vede elektřinu. To byl krok, který později sehrál velmi důležitou roli, když Coulomb vynalezl a začal používat torzní váhy. Ale tato práce byla zatím ještě daleko.
V roce 1777 vyhrál Charles Coulomb soutěž na vývoj přístroje pro studium magnetického pole Země a okamžitě se vrhl na další velkou práci: studium tření. V roce 1779 (a pak znovu v roce 1781) akademie vyhlásila další soutěž věnovanou speciálně tření. Již v roce 1780 předložil Coulomb akademii soutěžní práci „Teorie jednoduchých strojů“, která byla o rok později také oceněna. Výsledky této práce byly založeny na četných experimentech Coulomba, které zkoumaly jak tření mezi pevnými látkami, tak tření v kapalinách a plynech. Coulomb tuto práci prováděl již v Lille, kam byl přeložen počátkem roku 1780. Asi o rok později se splnilo jeho dávné přání: byl přeložen do Paříže, kde byl 12. prosince 1781 zvolen akademikem v r. třída mechaniků.
V Paříži
V hlavním městě se Charles Coulomb téměř okamžitě potýkal s mnoha případy, včetně těch administrativních. Některé z nich měly i politický přesah a jeden z nich dokonce pro Coulon skončil týdenním vězením ve věznici opatství Saint-Germain des Pres. Setkání v četných komisích, zejména v bretaňské komisi pro kanál, zbylo na vědu málo času, a přesto Coulomb v roce 1784 představil akademii své dílo, které lze považovat za velmi důležité: monografie o torzi tenkých kovových nití, a 1785-89 - série memoárů o elektřině a magnetismu.
Studium torze závitu se může zdát pouze jako pomocná „technická“ hodnota, ale bez něj by další kvantitativní měření síly interakce mezi elektrickými náboji a magnetickými póly nebyla možná. Dílo Charlese Coulomba se jako vždy vyznačovalo hloubkou a důmyslností. Průměr velmi tenkých nití tedy určoval Coulomb vážením a měřením jejich délky. Hodně z toho, co bylo zahrnuto do Coulombových klasických studií, lze nyní vidět v dílech některých jeho předchůdců. Torzní váhy tedy použil vynikající anglický vědec Henry Cavendish již v roce 1773, ale své práce nepublikoval až o století později.
Důležitým bodem pro řešení celého problému bylo, že Coulomb pochopil: je nutné studovat interakci „bodových“ nabitých těles, tzn. takové vzdálenosti, mezi nimiž výrazně přesahují jejich velikosti. Ale ani zde Coulomb nebyl první. Na stejnou myšlenku přišel Angličan Robison (1739-1805), který v důsledku pečlivých experimentů dospěl k závěru, že síla elektrické interakce mezi tělesy je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi, ale uvedl jeho výsledky až v roce 1801, mnohem později než Coulomb.
Mnohým se však „zákon inverzní kvadratury“ dlouho zdál téměř samozřejmý. A pointa zde není pouze v hypnotizujícím příkladu velkého Newtonova zákona univerzální gravitace. Jiný zákon by nevysvětloval mnoho pozorovaných skutečností (například proč uvnitř krabice s vodivými stěnami není cítit žádné elektrické pole, bez ohledu na to, jaký náboj je na ní umístěn).
Coulombův zákon dnes zná snad každý školák. Ale je nepravděpodobné, že by mnoho lidí vědělo, jakou dovednost a pozorování musel výzkumník prokázat.
Charles Coulomb si toho všiml mimochodem, který nabíjí „odtok“ z těles poměrně rychle a správně to vysvětlil tím, že vzduch má určitou vodivost. Tato okolnost experiment zkomplikovala, ale sama se stala důležitým objevem. Mnoho lidí ví, že zákon interakce magnetických pólů, který také pečlivě studoval Coulomb, je navenek velmi podobný zákonu interakce elektrických nábojů. Z tohoto důvodu se elektrostatika a magnetostatika dlouho zdály podobné ve všem, kromě úžasného faktu, že „magnetické náboje“ opačných znamének se z nějakého důvodu vždy vyskytují ve dvojicích a nikdy odděleně. Teprve po Amperově práci se ukázalo, že magnetická pole permanentních magnetů nejsou způsobena tím, že se skládají z velkého množství malých magnetů (jak si všimneme, věřil i Coulomb), ale elektrickými proudy, tzn. pohyb elektrických nábojů.
Moderní klasická (tj. nekvantová) teorie elektrických a magnetických jevů je často nazývána elektrodynamikou Faradaye a Maxwella. Na sepsání této nejdůležitější kapitoly fyziky se samozřejmě zasloužilo i mnoho dalších pozoruhodných vědců a jméno Charles Coulomb by zde mělo být právem uvedeno mezi prvními.
Více o Charlesi Coulombovi:
Charles Augustin Coulon se narodil v Angoulême, které se nachází v jihozápadní Francii. Jeho otec Henri Coulon, který se kdysi pokusil udělat vojenskou kariéru, se v době, kdy se mu narodil syn, stal vládním úředníkem. Angoulême nebylo trvalé bydliště rodiny Coulonů nějakou dobu po narození Charlese, přestěhovali se do Paříže.
Charlesova matka, rozená Catherine Bage, pocházející ze šlechtického rodu de Senac, chtěla, aby se její syn stal lékařem. Na základě celkového plánu si vybrala vzdělávací instituci, kterou Charles Augustin zpočátku navštěvoval - Kolej čtyř národů, také známá jako Mazarinova kolej.
Další osud přívěsku byl určen událostmi, které se staly v životě jeho rodiny. Henri Coulon, který zřejmě neměl vážné schopnosti ve finanční oblasti, zkrachoval, pustil se do spekulací, v důsledku čehož byl nucen opustit Paříž do své vlasti, Montpellier, na jihu Francie. Žilo tam mnoho vlivných příbuzných, kteří mohli smolnému finančníkovi pomoci. Jeho žena nechtěla následovat svého manžela a zůstala v Paříži s Charlesem a jeho mladšími sestrami. Mladý Coulon však se svou matkou dlouho nežil.
Jeho zájem o matematiku vzrostl natolik, že oznámil své rozhodnutí stát se vědcem. Konflikt mezi matkou a synem vedl k tomu, že Charles Coulon opustil hlavní město a přestěhoval se k otci do Montpellier.
Bratranec jeho otce Louis, který zastával prominentní postavení v Montpellier, znal mnoho členů Královské vědecké společnosti města. Brzy představil společnosti svého synovce Charlese.
V únoru 1757 na setkání Královské vědecké společnosti přečetl mladý matematický nadšenec svou první vědeckou práci „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“. Vzhledem k tomu, že práce získala souhlas členů společnosti, byl ctižádostivý výzkumník brzy zvolen jako asistent v matematické třídě. Následně se Charles Coulomb aktivně zapojil do práce společnosti a představil dalších pět memoárů - dvě o matematice a tři o astronomii. Jeho zájem o astronomii podnítily pozorování, které provedl s dalším členem Montpellier Society, de Ratt. Charles se účastnil pozorování komety a zatmění Měsíce, jejichž výsledky prezentoval ve formě memoárů. Coulomb se také zajímal o teoretické otázky astronomie: jedna z jeho prací byla věnována určení poledníkové čáry.
V únoru 1760 vstoupil Karel do Mézières školy vojenští inženýři. Naštěstí pro něj ve škole působil učitel matematiky, opat Charles Bossu, který se později stal slavným vědcem. Coulomb se během studií na Mézières sblížil s Bossu kvůli jeho zájmu o matematiku a udržoval s ním přátelské vztahy po mnoho let.
Dalším významným zdrojem poznatků, které se později Charlesu Coulombovi hodily v jeho vědecké práci, byly přednášky o experimentální fyzice, které začal v létě 1760 číst ve škole slavný francouzský přírodovědec Abbe Nollet.
V listopadu 1761 Charles absolvoval školu a byl přidělen do významného přístavu na západním pobřeží Francie - Brestu. Pak přijel na Martinik. Během osmi let, které tam strávil, několikrát vážně onemocněl, ale pokaždé se vrátil plnit své úřední povinnosti. Tyto nemoci neprošly beze stopy po návratu do Francie, Coulomb se již nemohl cítit jako zcela zdravý člověk.
Přes všechny tyto potíže Coulomb plnil své povinnosti velmi dobře. Jeho úspěch při budování pevnosti na Montgarnieru byl poznamenán povýšením - v březnu 1770 obdržel hodnost kapitána - v té době se to dalo považovat za velmi rychlé povýšení. Brzy Coulon znovu vážně onemocněl a nakonec podal zprávu s žádostí o převoz do Francie.
Po návratu domů byl Charles Coulon jmenován do Bushey. Zde dokončuje výzkum započatý během služby v Západní Indii. Ačkoli se Coulomb se svou charakteristickou skromností považoval za „zbytek dělníků“, ve skutečnosti je mnoho myšlenek, které formuloval ve své první vědecké práci, stále považováno za zásadní odborníky na pevnost materiálů.
Podle tehdejší tradice představil Coulomb na jaře 1773 pařížské akademii věd své paměti. Přečetl paměti na dvou zasedáních Akademie v březnu a dubnu 1773. Práce byla přijata se souhlasem. Zejména akademik Bossu napsal:
„Pod tímto skromným názvem objal Monsieur Coulomb celou architektonickou statiku... Během jeho výzkumu zaznamenáváme hlubokou znalost nekonečně malých analýz a moudrosti při výběru fyzikálních hypotéz, stejně jako při jejich aplikaci. Proto se domníváme, že toto dílo si plně zaslouží schválení Akademie a je hoden publikování ve Sbírce prací zahraničních vědců.“
V roce 1774 byl Coulon přenesen do velkého přístavu Cherbourg. Coulomb byl tímto jmenováním potěšen – věřil, že právě v přístavním městě může vojenský inženýr najít nejlepší využití svých znalostí a schopností. V Cherbourgu, kde Charles Coulon sloužil až do roku 1777, se podílel na opravě řady opevnění. Tato práce zanechala dostatek volného času a mladý vědec pokračoval ve vědeckém výzkumu. Hlavním tématem, které Coulomba v této době zajímalo, byl vývoj optimální metody výroby magnetických jehel pro přesná měření magnetického pole Země. Toto téma bylo položeno v soutěži vyhlášené pařížskou akademií věd.
Najednou byli vyhlášeni dva vítězové soutěže z roku 1777 – švédský vědec van Schwinden, který svou práci již do soutěže nominoval, a Coulomb. Pro dějiny vědy však není největší zájem o kapitolu Coulombových memoárů věnovanou magnetickým šípům, ale o další kapitolu, která analyzuje mechanické vlastnosti vláken, na kterých jsou šípy zavěšeny. Vědec provedl řadu experimentů a stanovil obecné pořadí závislosti momentu torzní deformační síly na úhlu zkroucení závitu a na jeho parametrech: délce a průměru.
Nízká elasticita hedvábných nití a vlasů vzhledem k torzi umožnila zanedbat vznikající moment pružných sil a předpokládat, že magnetická jehla přesně sleduje změny v deklinaci. Tato okolnost posloužila Charlesi Coulombovi jako podnět ke studiu torze válcových kovových závitů. Výsledky jeho experimentů byly shrnuty v práci „Teoretické a experimentální studie torzní síly a pružnosti kovových drátů“, dokončené v roce 1784.
Coulombův obraz deformací se samozřejmě v mnoha rysech liší od toho moderního. Obecný důvod vzniku nepružných deformací – komplexní závislost sil mezimolekulární interakce na vzdálenosti mezi molekulami – však Coulomb správně naznačil. Hloubku jeho myšlenek o povaze deformací zaznamenalo mnoho vědců 19. století, včetně takových slavných jako Jung.
Postupně Charles Coulomb se stále více zapojoval do vědecké práce, i když se nedá říci, že by mu byly povinnosti vojenského inženýra lhostejné. V roce 1777 byl Coulon znovu přenesen, nyní na východ Francie do malého města Salins. Počátkem roku 1780 byl již v Lille a všude Coulon nacházel příležitosti k vědeckému bádání.
Charles Coulon nesloužil v Lille dlouho. Jeho sen se stal skutečností – v první polovině září 1781 oznámil ministr války přesun Coulombu do Paříže, kde měl řešit inženýrské záležitosti související s nechvalně proslulou vězeňskou pevností Bastille. 30. září mu byl udělen kříž Saint Louis. Opodstatněné byly i jeho naděje spojené s pařížskou akademií věd. 12. prosince 1781 byl Coulomb zvolen do akademie ve třídě mechaniků. Stěhování do hlavního města znamenalo nejen změnu pracovního místa a odpovědnosti. Tato událost vedla ke kvalitativní změně v tématech Coulombova vědeckého výzkumu.
Charles Coulomb provedl řadu experimentů, ve kterých studoval nejdůležitější rysy jevu tření. Nejprve studoval závislost statické třecí síly na době trvání kontaktu těles. Zjistil, že pro stejnojmenná tělesa, například strom - strom, má délka kontaktu nepodstatný vliv. Když se na rozdíl od těles dostanou do kontaktu, koeficient statického tření se během několika dnů zvýší. Coulomb také zaznamenal takzvaný jev stagnace: síla potřebná k přenosu těles v kontaktu ze stavu klidu do stavu relativního pohybu výrazně převyšuje sílu kluzného tření.
Charles Coulomb svými experimenty položil základy pro studium závislosti klouzavé třecí síly na relativní rychlosti dotyku těles. Zvláštní význam Coulombovy práce pro praxi spočívá v tom, že při provádění experimentů používal velké zátěže, blízké těm, s nimiž se setkáváme v reálném životě: jejich hmotnost dosahovala 1000 kg. Tato vlastnost Coulombova výzkumu předurčila dlouhou životnost jeho výsledků – data měření obsažená v memoáru „Teorie jednoduchých strojů“ používali inženýři téměř sto let. V oblasti teorie spočívá Coulombova zásluha ve vytvoření vcelku úplného mechanického obrazu tření.
K výzkumu na toto téma se vrátil o deset let později. V roce 1790 Coulomb předložil akademii monografie „O tření na místě podpory“. V něm vědec studoval tření, ke kterému dochází při předení a válcování. A v roce 1784 se Coulomb ujal problematiky vnitřního tření v kapalinách. Tento vědec byl schopen poskytnout úplnější řešení o mnoho let později, v práci z roku 1800, která se jmenovala „Experimenty věnované stanovení adheze kapalin a zákonu jejich odporu při velmi pomalých pohybech“. Coulomb zvláště pečlivě zkoumá závislost odporové síly na rychlosti pohybu tělesa. Ve svých experimentech se rychlost pohybu těla mění od zlomků milimetru až po několik centimetrů za sekundu - v důsledku toho Charles Coulomb došel k závěru, že při velmi nízkých rychlostech je odporová síla úměrná rychlosti, kterou se stává; úměrné druhé mocnině rychlosti.
Coulombova studie torze tenkých kovových nití pro soutěž z roku 1777 měla důležitý praktický důsledek – vytvoření torzních vyvážení. Toto zařízení bylo možné použít k měření malých sil různé povahy a poskytovalo citlivost nevídanou v 18. století.
Coulomb vyvinul velmi přesné fyzické zařízení a začal pro něj hledat hodné využití. Vědec začíná pracovat na problémech elektřiny a magnetismu. Jeho sedm memoárů představuje realizaci výzkumného programu, který byl v šíři 18. století vzácný.
Nejdůležitějším výsledkem, kterého Coulomb dosáhl v oblasti elektřiny, bylo stanovení základního zákona elektrostatiky - zákona interakce stacionárních bodových nábojů. Experimentální zdůvodnění slavného „Coulombova zákona“ tvoří obsah první a druhé paměti. Tam vědec formuluje základní zákon elektřiny:
"Síla odpuzování mezi dvěma malými kuličkami, elektrizovanými elektřinou stejné povahy, je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi středy kuliček."
Coulomb ve své třetí paměti upozornil na fenomén úniku elektrického náboje. Hlavním výsledkem bylo stanovení exponenciálního zákona o poklesu náboje v čase. V další, jedné z nejkratších memoárů v sérii, Coulomb zkoumal otázku povahy distribuce elektřiny mezi tělesy. Dokázal, že "elektrická tekutina je distribuována ve všech tělesech podle jejich tvaru."
Pátá a šestá monografie jsou věnovány kvantitativní analýze rozložení náboje mezi kontaktními vodivými tělesy a stanovení hustoty náboje na různých částech povrchu těchto těles.
Ve vztahu k magnetismu se Charles Coulomb pokusil vyřešit stejné problémy jako u elektřiny. Popis experimentů s permanentními magnety tvoří významnou část druhé monografie a téměř celé sedmé monografie v řadě. Vědci se podařilo zachytit některé zvláštní rysy magnetismu. Obecně je však obecnost výsledků získaných Coulombem v oblasti magnetismu mnohem menší než obecnost zákonů stanovených pro elektřinu.
Coulomb tak položil základy elektrostatiky a magnetostatiky. Získal experimentální výsledky, které mají zásadní i aplikační význam. Pro dějiny fyziky měly velký význam také jeho experimenty s torzními vahami, protože poskytly fyzikům metodu pro stanovení jednotky elektrického náboje pomocí veličin používaných v mechanice: síly a vzdálenosti, což umožnilo provádět kvantitativní studie elektrických jevů. .
Coulombovy poslední monografie ze série o elektřině a magnetismu byly představeny pařížské akademii věd v roce 1789. V prosinci 1790 Coulomb podal rezignaci. V dubnu následujícího roku bylo jeho žádosti vyhověno a začal pobírat penzi 2240 livres ročně, která se však po pár letech výrazně snížila.
Koncem roku 1793 se politická situace v Paříži ještě více vyhrotila. Proto se Charles Coulomb rozhodl z Paříže odstěhovat. On a jeho rodina se přestěhují na jeho panství poblíž Blois. Vědec zde stráví téměř rok a půl útěkem před politickými bouřemi.
Coulon žil v obci až do prosince 1795 Návrat do Paříže nastal poté, co byl Coulomb zvolen stálým členem oddělení experimentální fyziky Francouzského institutu – nové národní akademie.
Kdy přesně se Coulomb stal rodinným mužem, není jasné. Je známo pouze to, že vědcova manželka Louise Françoise, rozená Desormeaux, byla mnohem mladší než on. Jejich manželství bylo oficiálně zaregistrováno až v roce 1802, ačkoli Coulonův první syn, pojmenovaný Charles Aupostin po otci, se narodil v roce 1790. Druhý syn, Henri Louis, se narodil v roce 1797.
Poslední roky svého života zasvětil organizování nového vzdělávacího systému ve Francii. Cestování po zemi zcela podkopalo vědcovo zdraví. V létě roku 1806 onemocněl horečkou, se kterou už jeho tělo nezvládalo. Přívěsek zemřel v Paříži 23. srpna 1806.
Charles Coulon zanechal své manželce a synům poměrně významné dědictví. Na znamení úcty k Coulombově památce byli oba jeho synové zapsáni na státní náklady do privilegovaných vzdělávacích institucí.
Motýli samozřejmě o hadech nic nevědí. Ale ptáci, kteří loví motýly, o nich vědí. Ptáci, kteří hady dobře nerozpoznají, mají větší pravděpodobnost...
Oktáva je interval mezi dvěma nejbližšími zvuky stejného jména: dělat a dělat, znovu a znovu atd. Z hlediska fyziky je „vztah“ těchto...
V roce 27 př. Kr. E. Římský císař Octavianus obdržel titul Augustus, což v latině znamená „posvátný“ (mimochodem na počest stejné postavy...
Známý vtip říká: „NASA utratila několik milionů dolarů za vývoj speciálního pera, které by mohlo psát ve vesmíru...
Je známo asi 10 milionů organických (tj. uhlíkových) molekul a pouze asi 100 tisíc anorganických molekul. Navíc...
Na rozdíl od obyčejné sklo, křemen propouští ultrafialové světlo. V křemenných lampách je zdrojem ultrafialového světla výboj plynu ve rtuťových parách. On...
Při velkém teplotním rozdílu vznikají uvnitř oblaku silné vzestupné proudy. Díky nim mohou kapky zůstat ve vzduchu dlouhou dobu a...
