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. Vzorce vnějšího tření, zákon torze pružných nití, základní zákon elektrostatiky, zákon interakce magnetické póly- to vše bylo zařazeno 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 četl 21letý Coulon svou první vědecká práce„Geometrický náčrt průměrných proporcionálních křivek“ a brzy byl zvolen jako doplněk 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 vyšších technických vzdělávací instituce 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 změn samotný důvod existence magnetického pole Země byl nejen tehdy, ale ani dnes není známo vše!), ale zde je problém nejlepší zařízení relevantní byl kompas 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 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 ní by další kvantitativní měření interakční síly nebyla možná. elektrické náboje a magnetické póly. 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.
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 Ampereově práci to bylo jasné 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 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, 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.
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 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 další kapitolu, která analyzuje mechanické vlastnosti vláken, na kterých jsou šípy zavěšeny. 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 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 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."
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 Coulombův první syn, pojmenovaný Charles Aupostin po otci, se narodil v roce 1790. Druhý syn, Henri Louis, se narodil v roce 1797.
Poslední roky věnuje svůj život 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.
Během Velké francouzská revolucešlechtic a důstojník Coulon byl nucen se skrývat v malém městečku Blois. Po skončení revoluce se vynikající inženýr a vědec znovu ocitl v poptávce a pokračoval ve své činnosti, pracoval zejména na problémech magnetismu.
Je po něm pojmenována jednotka elektrického náboje a zákon elektrostatiky, který se studuje na školách.
Charles Augustin de Coulon se narodil 14. června 1736 v Angoulême (jižní Francie) v bohaté šlechtické rodině (jeho otec byl významným královským úředníkem). Studoval na prestižní College of Quatre-Nation (D'Alembert a Lavoisier byli studenty této vysoké školy), kde se začal zajímat o matematiku a napsal několik prací, za které byl zvolen členem vědecké společnosti v Montpellier.
V roce 1758 vstoupil Coulon studovat na vojenské učiliště v Mézières jako vojenský inženýr a brilantně absolvoval vysokou školu v roce 1761. On, jediný z celé maturantské třídy, byl oceněn vojenská hodnost nadporučík. Ale moje vojenská kariéra nevyšla. Mladý důstojník byl poslán do vzdálené zámořské kolonie na ostrově Martinik, kde 9 let stavěl mosty, silnice a opevnění.
Teprve v roce 1772 Pendantovi se podařilo uprchnout ze „zeleného pekla“ a vrátit se do Francie. Zde nadále pracuje jako vojenský inženýr v Cherbourgu, Besançonu a dalších místech a věnuje se vědě. Samozřejmě se zajímal především o problémy mechaniky. Za svou vědeckou práci na výpočtu architektonických struktur byl Coulomb v roce 1774 zvolen členem korespondentem Francouzské akademie věd. Studoval třecí síly a vzorec pro stanovení třecí síly, který se dnes studuje na školách, navrhl Coulomb.
V roce 1781 byl Coulon zvolen akademikem. V těchto letech byl nazýván „královským inženýrem“; navrhl mnoho pařížských staveb. Již v 80. letech XVIII století. Coulomb se začal zajímat o elektrické síly přitažlivosti a odpuzování. Je možné měřit tak malé síly? Coulomb prokázal úžasnou vynalézavost a v roce 1784 sestrojil zařízení na měření ultranízkých sil – torzní váhy. Díky torzním vahám provedl Coulomb řadu experimentů a v roce 1785 formuloval svůj slavný zákon: síla přitažlivosti (nebo odpuzování) mezi náboji je přímo úměrná součinu nábojů a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi. .
Coulomb byl hrdý na to, že záznam jeho zákona byl podobný záznamu Newtonova zákona univerzální gravitace, ale Newtonův zákon obsahoval pouze přitažlivost. Následně po Coulombově smrti zemřel v roce 1810 anglický fyzik Henry Cavendish. Při třídění jeho dokumentů výzkumníci zjistili, že Cavendish objevil zákon elektrostatiky již v roce 1771, ale z nějakého důvodu ho nepublikoval. Věda, stejně jako historie, nezná konjunktiv. Pokud jsem to nevytiskl, byla to moje chyba. Zákon proto právem nese jméno Charlese Coulomba.
Během francouzské revoluce byl šlechtic a důstojník Coulon nucen skrývat se v malém městě Blois. Po skončení revoluce se vynikající inženýr a vědec znovu ocitl v poptávce a pokračoval ve své činnosti, pracoval zejména na problémech magnetismu. V roce 1802 Napoleon povolal Coulona. Malá odbočka – Napoleon doslova zbožňoval vědce.
Existuje také takový příklad. Napoleon dal velkému francouzskému matematikovi Laplaceovi titul hraběte a jmenoval ho ministrem. Když Laplace úspěšně selhal jako ministr, Napoleon mu nenadával, ale laskavě řekl: „Jdi, Laplace, a pusťte se do skutečného podnikání. Napoleon udělil přívěsku hodnost generála a vysoké postavení generálního inspektora. Pendant prožil poslední roky svého života v Paříži obklopený respektem a slávou.
Charles Augustin de Coulon se narodil do bohaté rodiny v Angouleme ve Francii. Jeho otec, Henri Coulon, pocházel z prominentní rodiny právníků a jeho matka Catherine Bageová byla představitelkou šlechtického rodu.
Jako dítě se Coulon a jeho rodina přestěhovali do Paříže, kde studoval matematiku na College of the Four Nations, a poté vstoupil do Mézières School of Military Engineers, kterou absolvoval v roce 1761.
Coulomb začal svou kariéru v armádním sboru inženýrů v hodnosti poručíka. Zabýval se mimo jiné konstrukčním projektováním a mechanikou sypkých látek. Pracoval na mnoha obtížných místech, která se v následujících 20 letech dostala pod protektorát Francie.
Během jeho působení na ostrově Martinik se území dostalo pod britskou kontrolu v roce 1762, ale nakonec bylo vráceno Francii podle podmínek Pařížské smlouvy v roce 1763. Coulon také pracoval na stavbě nové Fort Bourbon, která byla dokončena v červnu 1772. Praktické dovednosti v inženýrství, které získal během vojenské služby a prací na projektech, se ukázaly jako velmi užitečné pro jeho další výzkum v oblasti mechaniky.
Po návratu do Francie začal Coulomb studovat aplikovanou mechaniku a v roce 1773 představil svou první práci na pařížské akademii věd. Jeho výpočty, s jejichž pomocí se daly úspěšně řešit inženýrské problémy, ohromily představitele akademie a 6. července 1774 byl Coulomb jmenován Bossuovým korespondentem.
V roce 1777, když sloužil v Cherbourgu, Coulomb napsal a předložil svou nejslavnější práci o magnetických kompasech do soutěže Akademie věd. Jeho práce získala první místo a získal peněžní ocenění a také získal pozornost za svou ranou práci na torzních vahách.
V roce 1779 Coulomb spolu s vynikajícím vojenským inženýrem Marcem René de Montalembertem pracoval na stavbě dřevěné pevnosti v Rochefortu. Zatímco dohlížel na práci, která se tam prováděla, Coulomb pokračoval ve svém vědeckém výzkumu a napsal velkou práci o teorii tření, přičemž jako svou laboratoř použil loděnici Rochefort. Jeho práce o tření s názvem „Teorie jednoduchých strojů“ vyhrála Grand Prix Akademie věd v roce 1781.
V roce 1781 byl Coulomb zvolen do Akademie věd ve třídě mechaniky. Přestěhoval se do Paříže a stal se konzultačním inženýrem a zbytek života zasvětil fyzice.
V letech 1785 až 1791 napsal sedm klíčových memoárů zabývajících se různými aspekty elektřiny a magnetismu.
Zformuloval také teorii známou jako „Coulombův zákon“ s následující formulací: „Modul síly interakce dvou bodových nábojů ve vakuu je přímo úměrný součinu modulů těchto nábojů a nepřímo úměrný čtverci vzdálenost mezi nimi."
V roce 1784 byl Coulomb jmenován správcem královských fontán a ve své funkci byl odpovědný za zásobování Paříže vodou.
Po francouzské revoluci prošlo mnoho institucí v zemi reorganizací a Coulomb, nespokojený s tím, opustil školu vojenských inženýrů v roce 1791. V roce 1793 se přestěhoval do svého domova poblíž města Blois a pokračoval ve vědeckém výzkumu. V prosinci 1795 se Coulomb opět vrátil do Paříže, kde byl zvolen členem Institutu Francie. Během 1802-1806, zatímco sloužil jako generální inspektor státu vzdělávací instituce, byl pohlcen vzdělávací problematikou.
V roce 1785 tři major vědecká zpráva Coulomb o elektřině a magnetismu: „První práce o elektřině a magnetismu“, „Druhá práce o elektřině a magnetismu“ a „Třetí práce o elektřině a magnetismu“.
V jeho slavné dílo z roku 1789 s názvem „Sedmé dílo“ Coulomb vysvětluje problematiku elektrických nábojů a magnetických polí (zákon přitažlivosti a odpuzování).
Coulombův první syn se narodil 26. února 1790 a druhý 30. července 1797 Louise Françoise Leproux Desormeauxové, ženě, kterou miloval, ale kterou si vzal až v roce 1802.
Po celý život jsem měl zdravotní problémy, skvělý fyzik zemřel na horečku v roce 1806.
Na Měsíci je kráter pojmenovaný po Coulombovi za jeho služby lidstvu.
Jeho jméno je jedním ze 72, které jsou umístěny na Eiffelově věži.
Jednotka mezinárodní systém jednotky - přívěsek - pojmenované po něm.
Teorie zemního tlaku a zobecněná klínová teorie, které se týkají mechaniky zrnitých těles a byly navrženy Coulombem, jsou stále součástí základů inženýrské praxe.
Výčet jeho úspěchů zahrnuje vynález torzních (torzních) vah.
Přívěsek Charles Augustin
Coulomb Charles Augustin (1736-1806), 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.
Charles Augustin Coulon se narodil 14. června 1736 v Angoulême. Nějaký čas po Charlesově narození se přestěhovala do Paříže.
Bratranec Louisova otce znal mnoho členů městské Královské vědecké společnosti. V únoru 1757 na schůzi Královské vědecké společnosti Charles přečetl svou první vědeckou práci „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“.
Brzy byl zvolen asistentem ve třídě matematiky.
V únoru 1760 vstoupil Charles do Mézières School of Military Engineers.
V listopadu 1761 Charles absolvoval školu a byl přidělen do významného přístavu na západním pobřeží Francie - Brestu. Pak přijel na Martinik. Jeho úspěch při budování pevnosti na Mont Garnier byl poznamenán povýšením: v březnu 1770 získal hodnost kapitána. V roce 1773 představil Coulomb své paměti pařížské akademii věd. Práce byla přijata se souhlasem.
V roce 1774 byl Coulon přenesen do přístavu Cherbourg.
Hlavním tématem, které Coulomba v této době zajímalo, byl vývoj optimální metody výroby magnetických jehel pro přesná měření magnetického pole Země.
V roce 1784 dokončil Coulomb práci „Teoretické a experimentální studie torzní síly a pružnosti kovových drátů“.
Coulombův obraz deformací se v mnohém liší od toho moderního. Ale obecný důvod výskytu nepružných deformací – komplexní závislost sil mezimolekulární interakce na vzdálenosti mezi molekulami – správně naznačil Coulomb. V první polovině září 1781 oznámil ministr války přesun Coulonu do Paříže. 12. prosince 1781 byl zvolen do akademie ve třídě mechaniků. Coulomb provedl řadu experimentů, ve kterých studoval rysy jevu tření. Coulomb položil základ pro studium závislosti kluzné třecí síly na relativní rychlosti dotyku těles. Zvláštní význam Coulombova díla spočívá ve skutečnosti, že při provádění svých experimentů používal velké zátěže, blízké těm, s nimiž se setkáváme v reálném životě. Data z měření obsažená v The Theory of Simple Machines používali inženýři téměř celé století. V roce 1790 předložil akademii memoáry „O tření na místě podpory“. V něm vědec studoval tření, ke kterému dochází při předení a válcování.
Coulomb stanovil základní zákon elektrostatiky - zákon interakce stacionárních bodových nábojů. "Síla odpuzování mezi dvěma koulemi elektrizovanými elektřinou stejné povahy je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi středy kuliček."
Coulomb stanovil exponenciální zákon poklesu náboje v průběhu času.
Coulomb se ve vztahu k magnetismu pokusil vyřešit stejné problémy jako u elektřiny.
Coulomb tak položil základy elektro- a magnetostatiky. 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 důchod ve výši 2 240 livrů ročně.
Koncem roku 1793 se politická situace v Paříži zhoršila. Coulon se proto rozhodl z Paříže odstěhovat.
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.
Poslední roky svého života zasvětil organizování nového vzdělávacího systému ve Francii. Cestování po zemi zcela podkopalo vědcovo zdraví. V létě 1806 onemocněl horečkou. Coulomb zemřel v Paříži 23. srpna 1806.
1740
Přetištěno z webu http://100top.ru/encyclopedia/
Vojenský inženýr 1706 1757
1760 1761 .
V tomto městě stále ještě
↓Prvních 10 let služby
Charles-Augustin de Coulon je francouzský fyzik a vojenský inženýr, narozený ve městě Angoulême ve Francii. 1740 byl umístěn do jedné z nejlepších škol té doby pro mladé lidi šlechtického původu - „College of the Four Nations“, známé také jako Mazarin College. Úroveň výuky tam byla poměrně vysoká, zejména matematice byla věnována velká pozornost. V každém případě se mladý Charles nechal vědou tak unést, 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
Vojenský inženýr 1706 byla založena vědecká společnost, druhá po stoliční akademii. V únoru 1757 21letý Coulomb si tam přečetl svou první vědeckou práci, „Geometrická esej o průměrných proporcionálních křivkách“, a brzy byl zvolen za asistenta v hodině matematiky.
To však přineslo pouze 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 výuky s učitelem), Charles Coulon v únoru 1760 odešel do Maizières, na Vojenskou inženýrskou školu, jednu z nejlepších vysokých technických škol té doby. Školení tam probíhalo s jasně vyjádřeným praktickým zaujetím: 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 organizace práce ( studenti byli pověřeni vedením týmů rolníků mobilizovaných pro veřejné práce). Přívěsek absolvoval Školu v 1761 .
I když jeho posudek vedoucího školy vypadá místy nijak nadšeně („Jeho práce na obležení je horší než průměr, kresby jsou udělané velmi špatně, s výmazy a značkami... Věří, jako jiní s podobným smýšlením, že dřevo na lafety a káry se dá v lese snadno sehnat...“ , 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 urychleně zapojit do stavby pevnosti na ostrově. Martinik v Západní Indii, aby jej chránil před Brity. Vypsanou soutěž na projekt opevnění vyhrál zkušený vojenský inženýr de Rochemore, ale tento projekt vyvolal velkou kontroverzi, do které byl zapojen i 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. Bohaté zkušenosti, které nasbíral, stály vysokou cenu.
Po návratu domů
Návrat do Francie, Coulombe 1772 dostane schůzku do Bushenu. 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 domů Coulomb, který provedl řadu nových výzkumů, poslal své paměti pařížské Akademii věd a poté je přečetl na dvou setkáních v březnu a dubnu. 1773 . Toto dílo bylo vysoce hodnoceno dvěma akademiky, kteří byli pověřeni jeho recenzí (jeden z nich, Borda, byl následně zachráněn Coulombem během jakobínské diktatury a ukryl jej na svém panství). To byla pro autora velká podpora.
Brzy se ale začal zajímat o nové problémy. V 1775 Pařížská akademie věd vyhlásila soutěžní problém: „Najít nejlepší metodu výroby magnetických jehel, jejich zavěšení a kontroly jejich směru, aby se shodoval se směrem magnetického poledníku, a nakonec vysvětlit jejich pravidelné denní variace.“ Pokud jde o poslední část problému, jeho řešení bylo v té době zjevně nedostupné (dokonce se o samotném důvodu existence magnetického pole Země nejen tehdy, ale i nyní! neví vše), ale zde je problém o nejlepší konstrukci kompasu a zejména závěsné 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 zatím byla tato práce ještě daleko. V 1777 Coulomb vyhraje soutěž na vývoj zařízení pro studium magnetického pole Země a okamžitě se vrhne na další velkou práci: výzkum tření. V 1779 (a pak znovu dovnitř 1781 ) Akademie vyhlásila další soutěž věnovanou speciálně tření. Již v 1780 Coulomb představil 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. Coulon tuto práci prováděl již v Lille, kam byl na začátku přeložen 1780 . Asi po roce se mu splnilo dávné přání: byl převezen do Paříže, kde 12. prosince 1781 byl zvolen akademikem ve třídě mechaniků.
V Paříži
V hlavním městě se 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 Coulon představil v r. 1784 akademii jeho dílo, které lze považovat za velmi důležité: memoár o kroucení tenkých kovových nití a 1785-89 gg. - 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. Coulombovo dílo 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 klasických studií Coulomba, lze nyní vidět v dílech některých jeho předchůdců. Takže jsem zpět použil torzní váhy 1773 vynikající anglický vědec Henry Cavendish, ale jeho 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. Angličan Robison přišel na stejnou myšlenku ( 1739 -1805 ), kteří v důsledku pečlivých experimentů došli k závěru, že síla elektrická interakce mezi tělesy je nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi; ale své výsledky oznámil až v 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 není uvnitř krabice s vodivými stěnami 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.
Coulomb si mimochodem všiml, že náboje „odtékají“ 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.
Coulomb zemřel 23. srpna 1806 v Paříži. Jeho jméno je zahrnuto v seznamu největších vědců Francie, umístěném v prvním patře Eiffelovy věže.
