Кулон шарль огюстен краткая биография. Известный физик шарль кулон

В данной статье мы поведем разговор об основном законе электростатики.

Электрические явления в конце XVII века перестали быть чем-то загадочным, так как приближалась эра образования единства, которое ученые того времени пытались описать несколькими основными принципами. Приближалось время перехода от качества к количеству в опытных исследованиях.

Петербургский академик Ф. Эпинус

С электричеством работало много ученых, например, петербургский академик Ф. Эпинуса, который в своих математических рассмотрениях этого вопроса говорил: «Каждое тело, которое находится в естественном состоянии, наделено определенным количеством электричества. Элементарные частицы электрического флюида могут взаимно притягиваться и отталкиваться к обычной материи. Проявление электрических эффектов происходит в том случае, когда количество электрического флюида превышает или меньше количества естественного состояния тела».

Эпинус говорил, что не может взять на себя ответственность с определением данных функциональных зависимостей. Но если бы ему дали выбор, то он бы отдал предпочтение утверждению, что величины имеют изменение обратно пропорциональное квадратам расстояний. Он считал, что такое предположение можно считать более правдоподобным, так как в его пользу говорит аналогия с другими природными явлениями. Поддержал идею Эпинуса и Генри Кавендиш, который в своих статьях неоднократно упоминал гипотезы Эпинуса с одним изменением: «Притяжение двух электрических зарядов можно считать обратно пропорциональным некоторой степени расстояния, которая пока не имеет точного значения».

Генри Кавендиш

Кавендиш при помощи математических выражений пытался объяснить и сделать определенный вывод: «Электрические заряды должны подчиняться закону обратных квадратов, а электрический заряд находится на поверхности проводника». Таким рассуждением Кавендиш наметил косвенный путь становления закона взаимодействия электрических зарядов.

Основной трудностью при становлении «закона электрической силы» было то, что в то время не представлялось возможным создание экспериментальной ситуации, при которой пондемоторные силы приравнивались к силам, действующим между электрическими зарядами.

Наверное, оптимально решить эту проблему попытался англичанин Дж. Робайсон (1739-1805).

Робайсон использовал экспериментальный метод, который основывался на идее о том, что взаимодействующие электрические заряды необходимо считать точечными. В этом методе принято считать, что размеры сфер, на которых сосредоточены электрические заряды имеют меньшие размеры, чем расстояния между центрами сфер. Робайсон описал свою экспериментальную установку в труде «Система механической философии», который был издан уже после смерти автора в 1822 году.

В своей работе Робайсон писал: «Взаимодействие между сферами в точности пропорциональное обратному квадрату расстояния между центрами сфер».

Известно, что основной закон электростатики не назван именем Робайсона. Ошибка Робайсона заключалась в том, что о своих результатах он заявил миру только в 1801 году, а подробно описал еще позже. В этот период уже везде знали о достижениях ученого из Франции – Шарля Кулона.

Шарль Огюстен Кулон

Шарль Огюстен Кулон появился на свет в юго-западной провинции Франции – городке Ангулеме. Сразу после его рождения родители Шарля решили переехать в Париж.

Первые занятия Шарль посещал в Коллеже четырех наций (Коллеже Мазарини). В дальнейшем отец Шарля был разорен и уехал от семьи на юг Франции, а конфликт сына с матерью привел к тому, что мальчику пришлось уехать к отцу.

Впервые Шарль Кулон представил свою научную работу «Геометрический очерк среднепропорциональных кривых» на заседании Королевского научного общества Монполье в 1757 году. После этого он принимал активное участие в работе данного общества и представил еще целый ряд работ – две по математике и три по астрономии.

В 1760 году Шарлю удается поступить в Мезьерскую школу военных инженеров, которую заканчивает уже в следующем году и получает назначение в порт на западном побережье Франции. В дальнейшем Кулон попадает в Мартинику, где за 8 лет переносит несколько серьезных заболеваний, которые сказались на его здоровье.

После возвращения домой Кулон продолжает свои исследования. При этом совмещает научную деятельность с своими прямыми обязанностями – ремонт и строительство различных объектов. В этот период Кулон пытается создать оптический метод изготовления магнитных стрелок для точных измерительных приборов магнитного поля Земли. Такая задача была поставлена на конкурсе Парижской академии наук, в котором Кулон завоевал призовое место.

Начиная с 1777 года, Кулон занялся созданием точных измерительных приборов. Исследуя кручение тонких металлических нитей, Кулон создает крутильные весы , которые обладают высокой чувствительностью при измерении малых сил различной природы. Он решил использовать его в электричестве и магнетизме.

Крутильные весы Кулона

Главным достижением Кулона в области электричества – это открытие основного закона электродинамики, который описывает взаимодействие неподвижных точечных зарядов.

Основной закон электродинамики Кулона звучит так: «Сила отталкивания двух небольших шариков, которые наэлектризованы электричеством одинаковой природы, обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами сфер».

Кулон произвел измерения зависимостей силы противодействия одинаковых зарядов от расстояния и осуществил множество опытов. Ученый анализирует результаты 3 экспериментальных замеров, при которых расстояния между зарядами относились как 36. 18: 172, а соответствующие силы отталкивания - как 36: 144- 5751, то есть силы почти точно обратно пропорциональны квадратам расстояний. В практическом аспекте результаты опыта имели отличия от теоритического закона. Кулон считал причиной данного недостатка, тот факт, что в период проведения опыта электричество менялось.

Труднее оказалось сделать замер притяжения, так как тяжело создать помеху подвижному шарику весов войти в соприкосновение с другим шариком, имеющим противоположный заряд. Но Кулон все-таки это сделал. Результат лишний раз подтвердил правильность закона обратных квадратов .

1740

Военный инженер

В этом городе ещё в 1706 1757

1760 1761 .

Первые 10 лет службы

Шарль-Огюстен де Кулон - французский физик и военный инженер, родился в городе Ангулеме во Франции.

Его отец, Анри Кулон, правительственный чиновник, вскоре после рождения Шарля переехал с семьёй в Париж, где некоторое время занимал доходную должность по сбору налогов, но, пустившись в спекуляции, разорившие его, вернулся на родину, на юг Франции, в Монпелье. Шарль с матерью остался в Париже. В конце 1740 -х годов его поместили в одну из лучших школ того времени для молодых людей дворянского происхождения - «Коллеж четырёх наций», известный также как Коллеж Мазарини. Уровень преподавания там был достаточно высок, в частности, большое внимание уделялось математике. Во всяком случае, юный Шарль настолько увлёкся науками, что решительно воспротивился намерениям его матери избрать для него профессию медика, или, в крайнем случае, юриста. Конфликт стал настолько серьёзен, что Шарль покинул Париж и переехал к отцу в Монпелье.

Военный инженер

В этом городе ещё в 1706 было основано научное общество, второе после столичной академии. В феврале 1757 21-летний Кулон прочитал там свою первую научную работу «Геометрический очерк среднепропорциональных кривых» и вскоре был избран адъюнктом по классу математики.

Но это приносило лишь моральное удовлетворение, нужно было выбирать дальнейший путь. Посоветовавшись с отцом, Шарль избрал карьеру военного инженера. Научное общество Монпелье снабдило Кулона нужными рекомендациями, и после сдачи экзаменов (достаточно трудных, так что подготовка к ним потребовала девяти месяцев занятий с преподавателем) Шарль Кулон в феврале 1760 направился в Мезьер, в Военно-инженерную школу, одно из лучших высших технических учебных заведений того времени. Обучение велось там с отчётливо выраженным практическим уклоном: кроме математики, физики и других «теоретических предметов», изучались многие чисто-прикладные дисциплины - от строительного дела и того, что теперь назвали бы «материаловедением», до вопросов организации труда (слушателям поручалось руководство бригадами крестьян, мобилизованных на общественные работы). Кулон окончил Школу в 1761 .

Хотя отзыв о нём руководителя Школы выглядит местами отнюдь не восторженно («Его работа об осаде хуже средней, рисунки сделаны очень плохо, с подчистками и пометками... Он полагает, как и другие со сходным образом мыслей, что древесину для лафетов и повозок можно просто найти в лесу...»), он, вероятно, был среди лучших выпускников (отмечен денежной премией).

Первые 10 лет службы

Получив чин лейтенанта, Шарль Кулон был направлен в Брест, один из крупных портов на западном побережье Франции. В Бресте Кулону были поручены картографические работы, связанные с возведением и перестройкой укреплений на побережье. Но эта деятельность была довольно непродолжительной.

Меньше, чем через два года Кулону пришлось экстренно включиться в работы по возведению крепости на о. Мартиника в Вест-Индии для защиты его от англичан. Объявленный конкурс на проект укрепления выиграл опытный военный инженер де Рошмор, но этот проект вызвал большой спор, в который был вовлечён и Кулон. Хотя проект в целом и удалось отстоять, но в него пришлось внести значительные изменения; в частности, ассигнования были уменьшены более чем в два раза. Кулон, оставшийся фактическим руководителем строительства, под началом которого работало почти полторы тысячи человек, оказался перед лицом множества весьма сложных, и далеко не только технических задач. Условия работы были трудными, климат очень тяжёлым, людей не хватало, да и те, кто оставался, тяжело болели. Сам Кулон за восемь лет работы на острове тяжело болел восемь раз и впоследствии вернулся во Францию с сильно подорванным здоровьем. Приобретённый им большой опыт достался дорогой ценой.

После возвращения на родину

Вернувшись во Францию, Кулон в 1772 получает назначение в Бушен. Условия работы здесь были несравненно более лёгкие, и появилась возможность вновь активно продолжить научную деятельность. Задачи, которые он решал, относятся к той области, которую назвали бы теперь строительной механикой и сопротивлением материалов. Уже в то время эта область привлекала большое внимание многих физиков и математиков. После возвращения на родину, Кулон, проведя ещё довольно большое число новых исследований, послал свой мемуар в Парижскую академию наук, а затем зачитал его на двух заседаниях в марте и апреле 1773 . Об этом труде весьма похвально отозвались два академика, которым было поручено его рецензирование (одного из них, Борда, Кулон впоследствии спасал в период якобинской диктатуры, пряча его в своём поместье). Для автора это было большой поддержкой.

Но вскоре он увлёкся новыми проблемами. В 1775 Парижская академия наук объявила конкурсную задачу: «Изыскание лучшего способа изготовления магнитных стрелок, их подвешивания и проверки совпадения их направления с направлением магнитного меридиана и, наконец, объяснение их регулярных суточных вариации». Что касается последней части задачи, её решение в то время было явно недоступно (даже о самой причине существования магнитного поля Земли не только тогда, но даже и теперь известно не всё!), но вот задача о наилучшем устройстве компаса и, в частности, подвеса магнитной стрелки была актуальна. Она увлекла Кулона.

О том, насколько эта задача была непроста, какую высокую точность требовалось обеспечивать, можно судить хотя бы по следующему факту: подвешенная на тонкой шёлковой нити стрелка так чувствительно реагировала на все воздействия, что приходилось защищать её не только от слабейших воздушных потоков, но даже и от приближения глаза наблюдателя (на стрелке и на теле человека всегда могут оказаться электрические заряды, и их взаимодействие может сказаться на силах). Чтобы исключить это, Кулон решил заменить шёлковые нити металлической проводящей электричество проволокой. Это был шаг, сыгравший в дальнейшем очень большую роль, когда Кулон изобрёл и начал использовать крутильные весы. Но пока до этих работ было ещё далеко. В 1777 Кулон становится победителем конкурса, посвященного разработке прибора для исследования магнитного поля Земли, и тут же погружается в другую большую работу: в исследования трения. В 1779 (а затем, повторно, в 1781 ) академия объявила ещё один конкурс, посвящённый именно трению. Уже в 1780 Кулон представил в академию конкурсную работу «Теория простых машин», которая через год также была удостоена премии. Результаты этой работы базировались на многочисленных экспериментах Кулона, в которых исследовалось как трение между твердыми телами, так и трение в жидкостях и газах. Эти работы Кулон проводил уже в Лилле, куда он был переведён в начале 1780 . Примерно через год исполнилось его давнишнее желание: произошёл перевод в Париж, где 12 декабря 1781 он был избран в академики по классу механики.

В Париже

В столице на Кулона почти сразу же обрушилось множество дел, в том числе, и административных. Некоторые из них имели и политическую окраску, и одно из них даже закончилось для Кулона недельным заключением в тюрьму аббатства Сен-Жермен де Пре. Заседания в многочисленных комиссиях, в частности, в Комиссии по каналам в Бретани, оставляли мало времени для науки, и, тем не менее, Кулон представил в 1784 в академию свою работу, которую можно считать весьма важной: мемуар о кручении тонких металлических нитей, а 1785-89 гг. - серию мемуаров по электричеству и магнетизму.

Исследование кручения нитей может показаться имеющим лишь вспомогательное «техническое» значение, но без него были бы невозможны дальнейшие количественные измерения силы взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов. Как и всегда, труд Кулона отличался глубиной и изобретательностью. Так, диаметр очень тонких нитей определялся Кулоном взвешиванием и измерением их длины. Многое из того, что вошло в классические исследования Кулона, можно теперь заметить и в трудах некоторых его предшественников. Так, крутильные весы использовал ещё в 1773 выдающийся английский учёный Генри Кавендиш, но он не печатал своих трудов, они были опубликованы лишь столетие спустя.

Важным для решения всей проблемы моментом явилось то, что Кулон понял: нужно исследовать взаимодействие «точечных» заряженных тел, т.е. таких, расстояния между которыми значительно превосходит их размеры. Но и здесь Кулон не был первым. К такой же мысли пришёл и англичанин Робайсон (1739 -1805 ), который в результате тщательных опытов пришёл к выводу, что сила электрического взаимодействия между телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними; но он сообщил о своих результатах лишь в 1801 , значительно позже Кулона.

Впрочем, «закон обратных квадратов» уже давно казался многим почти очевидным. И дело здесь не только в гипнотизирующем примере закона всемирного тяготения великого Ньютона; другой закон не позволил бы объяснить множество наблюдаемых фактов (например, почему внутри ящика с проводящими стенками, какой бы заряд на него ни помещался, никакое электрическое поле не ощущается).

Закон Кулона известен теперь, наверное, любому школьнику. Но вряд ли многим известно, какое искусство и наблюдательность пришлось проявить исследователю.

Кулон заметил попутно, что заряды довольно быстро «стекают» с тел, и правильно объяснил это тем, что воздух обладает некоторой проводимостью; это обстоятельство осложняло эксперимент, но оно само стало важным открытием. Многие знают, что закон взаимодействия магнитных полюсов, также тщательно изученный Кулоном, внешне очень похож на закон взаимодействия электрических зарядов. Из-за этого электростатика и магнитостатика долго представлялись во всём подобными друг другу, если не считать того удивительного факта, что «магнитные заряды» противоположных знаков почему-то всегда встречаются попарно и никогда - по отдельности. Лишь после работ Ампера выяснилось, что магнитные поля постоянных магнитов обусловлены не тем, что они состоят из огромного числа маленьких магнитиков (как, заметим, полагал и Кулон), а электрическими токами, т.е. движением электрических зарядов.

Современную классическую (т.е. неквантовую) теорию электрических и магнитных явлений часто называют электродинамикой Фарадея и Максвелла. Конечно, в написании этой важнейшей главы физики почетное место занимают и многие другие замечательные ученые, и в числе первых здесь по праву должно быть упомянуто имя Шарля Кулона.

Кулон скончался 23 августа 1806 г. в Париже. Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Во время Великой французской революции дворянин и офицер Кулон был вынужден скрываться в маленьком городке Блуа. Когда революция отшумела, прекрасный инженер и ученый опять оказался востребованным и продолжал свою деятельность, занимаясь, в частности, проблемами магнетизма.

Его именем названа единица электрического заряда и закон электростатики, который изучают в школах.

Шарль Огюстен де Кулон родился 14 июня 1736 г. в Ангулеме (Южная Франция) в зажиточной дворянской семье (его отец был крупным королевским чиновником). Учился в престижном колледже Катр-Насьон (учениками этого колледжа были Д"Аламбер и Лавуазье), где увлекся математикой и написал несколько работ, за которые был избран членом научного общества в Монпелье.

В 1758 г. Кулон поступил учиться в военное училище в Мезьере по специальности военного инженера и блестяще окончил училище в 1761 г. Ему, единственному из всего выпуска присвоили воинское звание первого лейтенанта. Но с военной карьерой не заладилось. Молодого офицера отправили в далекую заморскую колонию, на остров Мартинику, где он в течение 9 лет строил мосты, дороги, укрепления.

Только в 1772г. Кулону удалось вырваться из "зеленого ада" и вернуться во Францию. Здесь он продолжает работать военным инженером в Шербуре, Безансоне и других местах и заниматься наукой. Конечно, прежде всего его интересовали проблемы механики. За научный труд, посвященный расчету архитектурных конструкций, Кулон в 1774 г. был избран членом корреспондентом Академии наук Франции. Он занимался исследованием сил трения, и та формула определения силы трения, которую сейчас изучают в школах, предложена Кулоном.

В 1781 г. Кулон был избран академиком. В те годы его называли "инженером короля", многие парижские сооружения были рассчитаны им. Уже в 80-е годы ХVIII ст. Кулон заинтересовался электрическими силами притяжения и отталкивания. Можно ли измерить столь малые силы? Кулон проявил изумительную изобретательность и в 1784 г. построил прибор для измерения сверхмалых сил - крутильные весы. Благодаря крутильным весам Кулон поставил серию экспериментов и в 1785 г. сформулировал свой знаменитый закон: сила притяжения (или отталкивания) между зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулон гордился тем, что запись его закона подобна записи закона всемирного тяготения Ньютона, но в законе Ньютона было только притяжение. Впоследствии, уже после смерти Кулона, в 1810 г. умер английский физик Генри Кэвендиш. Разбирая его бумаги, исследователи установили, что закон электростатики Кэвендиш открыл еще в 1771 г., но по каким-то причинам не напечатал. Наука, как и история, не знает сослагательного наклонения. Не напечатал - сам виноват. Поэтому закон по праву носит имя Шарля Кулона.

Во время Великой французской революции дворянин и офицер Кулон был вынужден скрываться в маленьком городке Блуа. Когда революция отшумела, прекрасный инженер и ученый опять оказался востребованным и продолжал свою деятельность, занимаясь, в частности, проблемами магнетизма. В 1802 г. Кулона вызвал к себе Наполеон. Небольшое отступление - Наполеон буквально боготворил ученых.

Известен и такой пример. Великому французскому математику Лапласу Наполеон присвоил титул графа и назначил министром. Когда Лаплас успешно провалил работу министра, Наполеон не бранил его, а ласково сказал: "Идите, Лаплас, и займитесь настоящим делом". Кулону Наполеон присвоил генеральское звание и высокую должность Генерального инспектора. Последние годы жизни Кулон прожил в Париже, окруженный уважением и славой.

Шарль Огюстен Кулон

Кулон (Coulomb) Шарль Огюстен (1736-1806), французский инженер и физик, один из основателей электростатики. Исследовал деформацию кручения нитей, установил ее законы. Изобрел (1784) крутильные весы и открыл (1785) закон, названные его именем. Установил законы сухого трения.

Шарль Огюстен Кулон родился 14 июня 1736 года в Ангулеме. Через некоторое время после рождения Шарля она переехала в Париж.

Мать Шарля, урожденная Катрин Баже. Исходя из итого замысла, она выбрала учебное заведение - Коллеж четырех наций, известный также как Коллеж Мазарини.

Отец был вынужден уехать из Парижа на родину, в Монпелье. Позднее Шарль покинул столицу и переехал к отцу.

Двоюродный брат отца Луи знал многих членов Королевского научного общества города. В феврале 1757 года на заседании Королевского научного общества Шарль прочел свою первую научную работу "Геометрический очерк среднепропорциональных кривых". Вскоре он был избран адъюнктом по классу математики.

В феврале 1760 года Шарль поступил в Мезьерскую школу военных инженеров.

В ноябре 1761 года Шарль окончил Школу и получил назначение - в крупный порт на западном побережье Франции - Брест. Затем он попал на Мартинику. Его успехи в деле строительства форта на Монт-Гарнье были отмечены повышением в чине: в марте 1770 года он получил чин капитана. В 1773 году Кулон представил свой мемуар в Парижскую академию наук. Работа была воспринята с одобрением.

В 1774 году Кулона переводят в порт Шербур. Основной темой, которой интересовался в это время Кулон, была разработка оптимального метода изготовления магнитных стрелок для точных измерений магнитного поля Земли.

В 1784 году Кулон закончил работу "Теоретические и экспериментальные исследования силы кручения и упругости металлических проволок".

Картина деформаций, нарисованная Кулоном во многих чертах отличается от современной. Но общая причина возникновения неупругих деформаций - сложная зависимость сил межмолекулярного взаимодействия от расстояния между молекулами - указана Кулоном правильно. В первой половине сентября 1781 года военный министр объявил о переводе Кулона в Париж. 12 декабря 1781 года он был избран в академию по классу механики. Кулон провел цикл опытов, в которых изучил особенности явления трения. Кулон заложил основы изучения зависимости силы трения скольжения от относительной скорости соприкасающихся тел. Особое значение работы Кулона состоит в том, что при проведении экспериментов он использовал большие нагрузки, близкие к тем, что встречаются в реальной жизни. Данные измерений, содержавшиеся в мемуаре "Теория простых машин", использовались инженерами на протяжении почти целого столетия. В 1790 году он представил в академию мемуар "О трении в острие опоры". В нем ученый исследовал трение, возникающее при верчении и катании.

В 1800 года вышла работа "Опыты, посвященные определению сцепления жидкостей и закона их сопротивления при очень медленных движениях"..

Разработав крутильные весы, Кулон стал искать ему достойное применение. Ученый начинает работу над проблемами электричества и магнетизма.

Кулон установил основной закон электростатики - закон взаимодействия неподвижных точечных зарядов. "Сила отталкивания двух шариков, наэлектризованных электричеством одной природы, обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами шариков".

Кулон установил экспоненциальный закон убывания заряда с течением времени..

Применительно к магнетизму Кулон пытался решить те же задачи, что и для электричества.

Таким образом, Кулон заложил основы электро- и магнитостатики. Для истории физики его эксперименты с крутильными весами имели важнейшее значение еще и потому, что они дали в руки физиков метод определения единицы электриче-ского заряда через величины, использовавшиеся в механике: силу и расстояние, что позволило проводить количественные исследования электрических явлений.

Последний мемуар Кулона из серии по электричеству и магнетизму был представлен в Парижскую академию наук в 1789 году. В декабре 1790 года Кулон подал прошение об отставке. В апреле следующего года его прошение было удовлетворено, и он начал получать пенсию в размере 2240 ливров в год.

К концу 1793 года политическая обстановка в Париже обострилась. Поэтому Кулон решил перебраться подальше от Парижа.

Кулон жил в деревне до декабря 1795 года. Возвращение в Париж произошло после избрания Кулона постоянным членом отделения экспериментальной физики Института Франции - новой национальной академии.

Последние годы жизни он посвящает организации новой системы образования во Франции. Поездки по стране окончательно подорвали здоровье ученого. Летом 1806 года он заболел лихорадкой. Кулон скончался в Париже 23 августа 1806 года.

Перепечатывается с сайта http://100top.ru/encyclopedia/

Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся...