Charles-Augustin de Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb portréja.

Charles-Augustin de Coulomb (június 14, 1736 – augusztus 23, 1806), egy francia mérnök és fizikus, felfedezte a kapcsolatot az erő között, hogy létezik két elektromosan töltött szervek és a távolság, amely elválasztja őket, az úgynevezett Coulomb-törvény. Tanulmányozta a súrlódási erőket is, és egy fejlett matematikai technikát, a variációs számítást alkalmazta az építőiparban használt anyagok erőinek elemzésére.

Coulomb torziós egyensúlya.

életrajz

Coulomb a franciaországi Angoulban született. Henry Coulomb és Catherine Bajet fia volt, akiknek mindkét családja a francia társadalom magasabb rétegeiben helyezkedett el.

Korai élete

míg még elég fiatal, Coulomb családja Párizsba költözött, ahol megkapta oktatás a művészetek és tudományok a College Mazarin. Coulomb és apja Montpellier-be költözött, miután az apja pénzügyi visszaesést szenvedett. Ez idő alatt Coulomb benyújtotta első munkájának egy részét a város tudományos társaságához. Visszatért Párizsba korrepetálásra, és letette a szükséges vizsgákat, hogy belépjen a Ecole du Genie a város Mezieres 1760-ban.

szakmai karrier és korai kutatás

1761-ben végzett diplomáját követően a francia hadsereg hadnagyi pozíciójába került, mint hadmérnök. Első nagy projektje az erődítmények megerősítése volt Martinique szigetén a francia Nyugat-Indiában. Egészsége visszaeséseket szenvedett a három év alatt, amelyet erre a feladatra töltött, ami egész életében hatással lenne rá.

egy 1773-as tanulmányban Coulomb matematikai készségeit számos építési problémára alkalmazta a variációs kalkulus segítségével. Néhány technika, amelyről írt, beleértve a talajmechanika csúszó-ék elméletét, ma is használatban vannak. Öt évvel később papírt nyújtott be az Academie des Sciences-hez, beszámolva a mágneses iránytűvel végzett kutatásokról a tortion balance, egy olyan eszköz, amely egy vékony szál csavarásából származó erőt használ más erők mérésére. Ehhez a munkához 1777-ben megosztotta az Academie des Sciences nagydíját.

fordított négyzet törvény elektromosan töltött testekre

1779-ben Coulomb megkezdte a munkát egy erőd építésén Rochefortban. De időt talált arra is, hogy kísérletezzen a mechanikával, megírva az “egyszerű gépek elméletét”, amelyért elnyerte a Grand Prix-t. Ezután fordult a figyelmét, hogy a kutatások a villamos energia és a mágnesesség, benyújtása átlagosan egy papír egy év alatt hét év elején 1785-ben. Ez alatt az idő alatt mutatta meg, a korábban tökéletesített tortion-egyensúly segítségével, hogy a töltött testek közötti elektromos erő fordítottan változik, mint a köztük lévő távolság négyzete, és porporcionális az egyes töltésekhez, vonzó erő az ellentétes töltésekhez, és taszító erő az azonos típusú töltésekhez. Azt is bebizonyította, hogy a nem vezetők bizonyos mértékig átadják a villamos energiát.

az 1780-as évek elejétől az 1800-as évek első évtizedéig Coulomb továbbra is részt vett a közéletben, ahogy az akkori viharos politika megengedte. 1784-ben számolt be a bretagne-i csatorna-és kikötői munkákról, ugyanebben az évben a király szökőkútjának vezetőjévé nevezték ki. Szerepet játszott Párizs vízellátásának biztosításában is. A francia forradalom közepén visszavonult a corps du Genie – től, és egy Blois-I otthonból folytatta kutatásait. 1790-ben született első fia Louise Francoise Leproust Desormeaux, akit 1802-ben feleségül vesz a pár második fiának születése után. Ettől kezdve 1806-ig közoktatási főfelügyelőként fontos szerepet játszott a líceumok létrehozásában az egész országban. Coulomb, későbbi éveiben rossz egészségi állapotban volt, 1806-ban halt meg.

tudományos eredmények

Coulomb a mechanika, az elektromosság és a mágnesesség történetében kiemelkedő. 1779-ben publikált egy fontos tanulmányt a súrlódási törvényekről (az egyszerű gépek elmélete, figyelembe véve részeik súrlódását és a kötelek merevségét), amelyet 20 évvel később a viszkozitásról szóló emlékirat követett.

1784-ben megjelent a fémhuzalok torziós erejével és rugalmasságával kapcsolatos elméleti és kísérleti kutatása (a Királyi Tudományos Akadémia története, 229-269, 1784). Ez az emlékirat torziós egyensúlyának különböző formáinak leírását tartalmazta. A műszert nagy sikerrel használta a töltések felületeken való eloszlásának, valamint az elektromos és mágneses erő törvényeinek kísérleti vizsgálatára.

1785-Ben, Coulomb bemutatta a három jelentés a Villamosenergia -, illetve a Mágnesesség:

– Premier Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnétisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 569-577, 1785. Ebben a kiadványban Coulomb leírja “hogyan építsünk és használjunk elektromos mérleget (torziós mérleg) a fémhuzalok azon tulajdonsága alapján, hogy a torziós szöggel arányos reakció torziós erő van.”Coulomb kísérletileg meghatározta azoknak az erőknek a törvényét is, amelyeket “két azonos típusú elektromossággal villamosított test gyakorol egymásra.”

– Sécond Mémoire sur l ‘Electricité et le Magnetisme, Histoire de l’ Académie Royale des Sciences, 578-611, 1785. Ebben a kiadványban Coulomb végrehajtja azt a ” meghatározást, amely szerint mind a mágneses, mind az elektromos folyadékok törvények hatnak, akár taszítással, akár vonzással.”

– harmadik Értekezés az elektromosságról és a mágnesességről, a Királyi Tudományos Akadémia története, 612-638, 1785. “A villamos energia mennyiségéről, amelyet egy elszigetelt test egy bizonyos idő alatt elveszít, akár kevésbé nedves levegővel érintkezve, akár a tartókban többé-kevésbé idio-elektromos.”

Coulomb elmagyarázta az elektromos töltések és a mágneses pólusok közötti vonzás és taszítás törvényeit, bár nem talált kapcsolatot a két jelenség között. Úgy gondolta, hogy a vonzás és a taszítás különböző folyadékoknak köszönhető.

az SI töltésegységet, a coulombot és a Coulomb-törvényt róla nevezték el.

Coulomb törvénye

torziós mérleg segítségével Coulomb képes volt megmérni az elektrosztatikus erőt két kis méretű elektromosan töltött tárgy között. Megfigyelései arra késztették, hogy felfedezzen egy matematikai kapcsolatot, amelyet Coulomb törvényének hívtak. Ezt a törvényt a következőképpen lehet megfogalmazni: a két ponttöltés közötti elektrosztatikus erő nagysága egyenesen arányos az egyes töltések nagyságával, fordítottan arányos a töltések közötti távolság négyzetével. A Coulomb-törvény képlete ugyanolyan formájú, mint Newton gravitációs törvénye: az egyik testnek a második testre kifejtett elektromos ereje megegyezik a második test által az elsőre kifejtett erővel. Az erő nagyságának kiszámításához a legegyszerűbb a törvény egyszerűsített, skaláris változatát figyelembe venni:

F = k C / q 1 / / q 2 / r 2 {\displaystyle F=k_{C} {\frac {/q_{1} / / q_{2}/} {r^{2}}}}

ahol:

F {\displaystyle F\}a kifejtett erő nagysága, q 1 {\displaystyle q_{1}\ }egy test töltése, q 2 {\displaystyle q_{2}\ }a másik test töltése, r {\displaystyle R\ }a köztük lévő távolság, k C = 1 4 0, 0, {\displaystyle k_{C}={\frac {1}{4\pi \Epsilon _{0}}}\Kb }8.988 609 N m2 C-2 (szintén m F-1) Az elektrosztatikus állandó vagy Coulomb-erőállandó, és a 0 0 Kb}8,854 60-12 C2 N-1 m-2 (szintén F m-1) a szabad tér permittivitása, amelyet elektromos állandónak is neveznek, fontos eleme a Szabad Tér permittivitásának fizikai állandó.

cgs egységekben az egységtöltést, a töltés esu-ját vagy a statcoulombot úgy határozzuk meg, hogy ez a Coulomb-erőállandó 1 legyen.

az f {\displaystyle F} erő hat a két feltöltött tárgyat összekötő vonalra. Az azonos polaritású töltött tárgyak e vonal mentén taszítják egymást, az ellentétes polaritású töltött tárgyak pedig e vonal mentén vonzzák egymást.

Lásd még

• elektromosság
• gravitáció

• Abbott, David (Szerk.). 1984. A tudósok életrajzi szótára. New York: Peter Bedrick. ISBN 0195210832.
• Asimov, Isaac. 1982. Asimov tudományos és technológiai életrajzi enciklopédiája. 2. kiadás. New York: Doubleday. ISBN 0385177712.
• Ferguson, Pamela. 2002. A világkönyv tudósok életrajzi enciklopédiája. 8. kiadás. Chicago: Világkönyv. ISBN 0716676001.
• Gillispie, Charles Coulston. 1975. A tudományos életrajz szótára. New York: Scribner. ISBN 0684101211.

ez a cikk az Encyclopedia Enterprises tizenegyedik kiadásának szövegét tartalmazza.

minden link letöltve február 1, 2017.

• John J. O ‘ Connor és Edmund F. Robertson. Charles-Augustin de Coulomb a MacTutor archívumban