Charles-Augustin de Coulomb

portræt af Charles-Augustin de Coulomb.

Charles-Augustin de Coulomb (14.juni 1736 – 23. August 1806), en fransk ingeniør og fysiker, opdagede forholdet mellem den kraft, der findes mellem to elektrisk ladede kroppe, og afstanden, der adskiller dem, kendt som Coulombs lov. Han studerede også friktionskræfter, og brugte en avanceret matematisk teknik kaldet variational calculus at analysere kræfterne på materialer, der anvendes i byggeriet.

Coulombs torsionsbalance.

Biography

Coulomb blev født i Angoul Kristian, Frankrig. Han var søn af Henry Coulomb og Catherine Bajet, begge hvis familier var beliggende i de højere lag af det franske samfund.

Tidligt liv

mens han stadig var ganske ung, flyttede Coulombs familie til Paris, hvor han modtog undervisning i kunst og videnskab på College. Coulomb og hans far flyttede til Montpellier, efter at hans far havde lidt et økonomisk tilbageslag. I løbet af denne tid forelagde Coulomb noget af sit første arbejde til Society of Sciences i den by. Han vendte tilbage til Paris for vejledning og bestod de eksamener, der var nødvendige for hans indrejse til Ecole du Genie i byen Mesieres i 1760.

professionel karriere og tidlig forskning

efter eksamen i 1761 overtog han stillingen som løjtnant i den franske hær som militæringeniør. Hans første store projekt var at styrke befæstningerne på øen Martini i det franske Vestindien. Hans helbred led tilbageslag i de tre år, han tilbragte på denne opgave, der ville påvirke ham resten af sit liv.

i et papir fra 1773 anvendte Coulomb sine matematiske færdigheder på en række konstruktionsproblemer ved hjælp af variationsberegningen. Nogle af de teknikker, han skrev om, herunder en glidende kile teori om jordmekanik, er stadig i brug i dag. Fem år senere sendte han et papir til Academie des Sciences og rapporterede om forskning, han havde udført på det magnetiske kompas ved hjælp af en tortionsbalance, en enhed, der bruger den kraft, der genereres ved at dreje en tynd tråd til at måle andre kræfter. Til dette arbejde delte han hovedprisen for Academie des Sciences i 1777.

omvendt firkantet lov for elektrisk ladede kroppe

i 1779 begyndte Coulomb arbejdet med opførelsen af et fort i Rochefort. Men han fandt også tid til at eksperimentere med mekanik og skrev “The Theory of Simple Machines”, som han blev tildelt Grand Price. Derefter vendte han opmærksomheden mod undersøgelser af elektricitet og magnetisme og sendte et gennemsnit på et papir om året over syv år begyndende i 1785. Det var i løbet af denne tid, at han ved hjælp af sin tidligere perfektionerede tortionsbalance viste, at den elektriske kraft mellem ladede legemer varierer omvendt som kvadratet af afstanden mellem dem og er portional til ladningen af hver, idet den er en attraktiv kraft for modsatte ladninger og en frastødende kraft for ladninger af samme art. Han demonstrerede også, at ikke-ledere passerer elektricitet til en vis grad.

fra begyndelsen af 1780 ‘erne til det første årti af 1800’ erne fortsatte Coulomb med at være involveret i det offentlige liv, som den turbulente politik i disse tider tillod. Han rapporterede om kanal-og havnearbejder i Bretagne i 1784, blev ansvarlig for Kongens springvand samme år. Han spillede også en rolle i at sikre Paris ‘ vandforsyning. Midt i den franske revolution trak han sig tilbage fra Corps du Genie og fortsatte sin forskning fra et hjem i Blois. I 1790 blev hans første søn født af Louise Francoise LeProust Desormeauks, som han ville gifte sig med i 1802 efter fødslen af parrets anden søn. Fra den tid indtil 1806 var han som generalinspektør for Offentlig Instruktion medvirkende til at etablere lycees i hele landet. Coulomb, der var af dårligt helbred i sine senere år, døde i 1806.

videnskabelige resultater

Coulomb er kendetegnet i historien om mekanik og elektricitet og magnetisme. I 1779 offentliggjorde han en vigtig undersøgelse af friktionslovene (teori om enkle maskiner under hensyntagen til friktionen af deres dele og stivheden af rebene), som blev fulgt 20 år senere af en erindringsbog om viskositet.

i 1784 optrådte hans teoretiske og eksperimentelle forskning om torsionskraft og elasticitet af metaltråde (History of the Royal Academy of Sciences, 229-269, 1784). Denne erindringsbog indeholdt en beskrivelse af forskellige former for hans torsionsbalance. Han brugte instrumentet med stor succes til den eksperimentelle undersøgelse af fordelingen af ladning på overflader og af lovene om elektrisk og magnetisk kraft.

i 1785 fremlagde Coulomb sine tre rapporter om elektricitet og magnetisme:

– Premier M-L ‘Electricit-L’ Electricit-L ‘Electricit-L’ Acad-569-577, 1785. I denne publikation beskriver Coulomb ” hvordan man konstruerer og bruger en elektrisk balance (torsionsbalance) baseret på metaltrådens egenskab ved at have en reaktionstorsionskraft, der er proportional med torsionsvinklen.”Coulomb bestemte også eksperimentelt loven om de kræfter, som “to kroppe elektrificeret af samme slags elektricitet udøver på hinanden.”

– S L ‘Electricit L’ Electricit et le Magnetisme, Histoire de l ‘Acad L’ Acad Royale des Sciences, 578-611, 1785. I denne publikation udfører Coulomb ” bestemmelsen i henhold til hvilke love både magnetiske og elektriske væsker virker, enten ved frastødning eller ved tiltrækning.”

– tredje afhandling om elektricitet og magnetisme, Det Kongelige Videnskabsakademis historie, 612-638, 1785. “På den mængde elektricitet , som en isoleret krop taber i en bestemt tidsperiode, enten ved kontakt med mindre fugtig luft eller i understøtningerne mere eller mindre idioelektrisk.”

Coulomb forklarede lovene om tiltrækning og frastødning mellem elektriske ladninger og magnetiske poler, skønt han ikke fandt noget forhold mellem de to fænomener. Han troede, at tiltrækningen og frastødelsen skyldtes forskellige slags væsker.

si-ladningsenheden, coulomb og Coulombs lov er opkaldt efter ham.

Coulombs lov

ved hjælp af en torsionsbalance var Coulomb i stand til at måle den elektrostatiske kraft mellem to elektrisk ladede objekter med små dimensioner. Hans observationer førte ham til at opdage et matematisk forhold, der kom til at blive kaldt Coulombs lov. Denne lov kan angives som følger: størrelsen af den elektrostatiske kraft mellem to punktafgifter er direkte proportional med størrelsen af hver ladning og omvendt proportional med kvadratet af afstanden mellem ladningerne. Den elektriske kraft af et legeme, der udøves på det andet legeme, er lig med den kraft, der udøves af det andet legeme på det første. For at beregne kraftens størrelse kan det være nemmest at overveje den forenklede, skalære version af loven:

F = k C | K 1 | / K 2 / r 2 {\displaystyle F=k_{C} {\frac {/k_{1} / / k_{2}/} {r^{2}}}}

hvor:

F {\displaystyle F\}er størrelsen af den udøvede kraft, 1 {\displaystyle k_{1}\ }er ladningen på en krop, K 2 {\displaystyle k_{2}\ }er ladningen på den anden krop, r {\displaystyle r\ }er afstanden mellem dem, k C = 1 4 ret 0 ret {\displaystyle k_{C}={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ca }8.988 liter 109 N m2 C-2 (også m F-1) er den elektrostatiske konstant eller Coulomb-kraftkonstant, og liter 0 liter {\displaystyle \epsilon _{0}\ca }8.854 liter 10-12 C2 N-1 m-2 (også F m-1) er permittiviteten af ledig plads, også kaldet elektrisk konstant, en vigtig fysisk konstant.

i CGS-enheder defineres enhedsladningen, esu for ladning eller statcoulomb, således at denne Coulomb-kraftkonstant er 1.

kraften F {\displaystyle F} virker på linjen, der forbinder de to ladede objekter. Ladede genstande med samme polaritet afviser hinanden langs denne linje, og ladede genstande med modsat polaritet tiltrækker hinanden langs denne linje.

Se også

• elektricitet
• tyngdekraft

• Abbott, David, (Red.). 1984. Den biografiske ordbog af forskere. Peter Bedrick. ISBN 0195210832.
• Asimov, Isaac. 1982. Asimovs biografiske encyklopædi for videnskab og teknologi. 2. udgave. Doubleday. ISBN 0385177712.
• Ferguson, Pamela. 2002. Verdensbogens biografiske Encyclopedia of Scientists. 8. udgave. Chicago: Verdensbog. ISBN 0716676001.
• Gillispie, Charles Coulston. 1975. Ordbog over videnskabelig biografi. Scribner. ISBN 0684101211.

denne artikel indeholder tekst fra Encyclopedia Britannica ellevte udgave, en publikation nu i det offentlige domæne.

alle links hentet 1. februar 2017.

• John J. O ‘ Connor og Edmund F. Robertson. Charles-Augustin de Coulomb på MacTutor archive