Шарль Кулон. Біографія вченого

БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Біографії великих вчених

Кулон Шарль Огюстен. Біографія вченого

Біографії великих вчених

Шарль Кулон (1736-1806).

Французький фізик та інженер Шарль Кулон досяг блискучих наукових результатів. Закономірності зовнішнього тертя, закон крутіння пружних ниток, основний закон електростатики, закон взаємодії магнітних полюсів - це увійшло золотий фонд науки. "Кулонівське поле", "кулонівський потенціал", нарешті, назва одиниці електричного заряду "кулон" міцно закріпилися у фізичній термінології.

Шарль Огюстен Кулон народився 14 червня 1736 року в Ангулемі, що знаходиться на південному заході Франції. Його батько, Анрі Кулон, який свого часу намагався зробити військову кар'єру, на момент народження сина став урядовцем. Ангулем був постійним місцем проживання сім'ї Кулонів; через деякий час після народження Шарля вона переїхала до Парижа.

Мати Шарля, уроджена Катрін Баже, що походила з почесного роду де Сенак, хотіла, щоб її син став лікарем. Виходячи з цього задуму, вона обрала навчальний заклад, який спочатку відвідував Шарль Огюстен – Колеж чотирьох націй, відомий також як Колеж Мазаріні.

Подальшу долю Кулона визначили події, що сталися у його сім'ї. Анрі Кулон, який, мабуть, не мав серйозних здібностей у фінансовій галузі, розорився, пустившись у спекуляції, внаслідок чого був змушений виїхати з Парижа на батьківщину, в Монпельє, на південь Франції. Там мешкало багато впливових родичів, які могли допомогти невдачливому фінансисту. Його дружина не захотіла піти за чоловіком і залишилася в Парижі разом із Шарлем та його молодшими сестрами. Однак юний Кулон недовго прожив із матір'ю. Його інтерес до математики настільки зріс, що він оголосив про рішення стати вченим. Конфлікт між матір'ю та сином призвів до того, що Шарль залишив столицю та переїхав до батька в Монпельє.

Двоюрідний брат отця Луї, який займав чільне становище в Монпельє, знав багатьох членів Королівського наукового товариства міста. Незабаром суспільству він представив свого племінника Шарля. У лютому 1757 року на засіданні Королівського наукового товариства молодий аматор математики прочитав свою першу наукову працю "Геометричний нарис середньопропорційних кривих". Оскільки робота заслужила схвалення членів суспільства, то незабаром дослідник-початківець був обраний ад'юнктом за класом математики. Надалі Кулон брав активну участь у роботі суспільства та представив ще п'ять мемуарів – два з математики та три з астрономії. Його інтерес до астрономії був викликаний спостереженнями, які він проводив разом з іншим членом Товариства Монпельє де Раттом. Шарль брав участь у спостереженнях комети та місячного затемнення, результати яких він і представив у вигляді спогадів. Цікавили Кулона і теоретичні питання астрономії: одну з його робіт було присвячено визначенню лінії меридіана.

У лютому 1760 року Шарль вступив до Мезьєрської школи військових інженерів. На його щастя, у школі працював викладач математики абат Шарль Боссю, який згодом став відомим вченим. Зблизившись з Боссю під час навчання в Мезьєрі на ґрунті інтересу до математики, Кулон протягом багатьох років підтримував з ним дружні стосунки.

Ще одним важливим джерелом знань, що стали в нагоді Кулону в науковій роботі, були лекції з експериментальної фізики, які влітку 1760 року почав читати в школі відомий французький природознавець абат Нолле.

У листопаді 1761 року Шарль закінчив Школу та отримав призначення – у великий порт на західному узбережжі Франції – Брест. Потім він потрапив на Мартініка. За вісім років, проведених там, він кілька разів серйозно хворів, але щоразу повертався до виконання своїх службових обов'язків. Хвороби ці не пройшли безвісти. Після повернення до Франції Кулон вже не міг почувати себе цілком здоровою людиною.

Незважаючи на всі ці труднощі, Кулон дуже добре справлявся зі своїми обов'язками. Його успіхи у справі будівництва форту на Монт-Гарньє були відзначені підвищенням у чині: у березні 1770 року він отримав чин капітана - на той час це можна було розглядати як дуже швидке просування по службі. Незабаром Кулон знову серйозно захворів і нарешті подав рапорт із проханням про переведення до Франції.

Після повернення на батьківщину Кулон отримав призначення до Бушену. Тут він завершує дослідження, розпочате ще під час служби у Вест-Індії. Хоча Кулон з властивою йому скромністю відносив себе до "інших працівників", насправді багато ідей, сформульованих ним у першій науковій роботі, досі розглядаються фахівцями з опору матеріалів як основоположні.

За традицією того часу навесні 1773 Кулон представив свій мемуар в Паризьку академію наук. Він зачитав мемуар на двох засіданнях академії у березні та квітні 1773 року. Робота була сприйнята схвально. Академік Боссю, зокрема, писав: "Під цією скромною назвою мсьє Кулон охопив, так би мовити, всю архітектурну статику… Усюди в його дослідженні ми відзначаємо глибоке знання аналізу нескінченно малих та мудрість у виборі фізичних гіпотез, а також у їх застосуванні. Тому ми вважаємо, що ця робота цілком заслуговує на схвалення академії і гідна публікації в Зборі [робіт] іноземних учених".

У 1774 Кулона переводять у великий порт Шербур. Кулон був радий цьому призначенню - він вважав, що саме в портовому місті військовий інженер може знайти найкраще застосування своїх знань та здібностей. У Шербурі, де Кулон служив до 1777 року, займався ремонтом низки фортифікаційних споруд. Ця робота залишала досить вільного часу, і молодий вчений продовжив наукові дослідження. Основною темою, якою цікавився тим часом Кулон, була розробка оптимального методу виготовлення магнітних стрілок для точних вимірів магнітного поля Землі. Ця тема була поставлена на конкурсі, оголошеному Паризькою академією наук.

Переможцями конкурсу 1777 року було оголошено відразу двоє - шведський вчений ван Швінден, що вже висував роботу на конкурс, та Кулон. Однак для історії науки найбільший інтерес представляє не глава мемуару Кулона, присвячена магнітним стрілкам, а наступний розділ, де аналізуються механічні властивості ниток, на яких стрілки підвішують. Вчений провів цикл експериментів і встановив загальний порядок залежності моменту сили деформації кручення від кута закручування нитки та її параметрів: довжини і діаметра.

Мала пружність шовкових ниток і волосся по відношенню до кручення дозволяла знехтувати пружних сил, що виникають, і вважати, що магнітна стрілка в точності слідує за варіаціями відмінювання. Ця обставина і послужило Кулона поштовхом до вивчення кручення металевих ниток циліндричної форми. Результати його дослідів були узагальнені у роботі "Теоретичні та експериментальні дослідження сили кручення та пружності металевих дротів", закінченої в 1784 році.

Картина деформацій, намальована Кулоном, звичайно, багато в чому відрізняється від сучасної. Проте загальна причина виникнення непружних деформацій – складна залежність сил міжмолекулярної взаємодії від відстані між молекулами – вказана Кулоном правильно. Глибину його ідей про природу деформацій відзначали багато вчених XIX століття, у тому числі такі відомі, як Т. Юнг.

Поступово Кулон все більше втягувався в наукову роботу, хоча не можна сказати, що він байдуже ставився до своїх обов'язків військового інженера. У 1777 Кулона знову переводять, тепер на схід Франції в невелике містечко Сален. На початку 1780 він уже в Ліллі. І всюди Кулон знаходить можливість проведення наукових досліджень про.

У Ліллі Кулон прослужив недовго. Збулася його мрія - у першій половині вересня 1781 року військовий міністр оголосив про переведення Кулона до Парижа, де він мав займатися інженерними питаннями, пов'язаними з сумнозвісною фортецею-в'язницею Бастилією. 30 вересня він був нагороджений Хрестом Св. Людовіка. Виправдалися та її надії, пов'язані з Паризькою академією наук. 12 грудня 1781 року його було обрано до академії за класом механіки. Переїзд до столиці означав не лише зміну місця служби та кола обов'язків. Ця подія спричинила якісну зміну тематики наукових досліджень Кулона.

Кулон провів цикл дослідів, у яких вивчив найважливіші особливості явища тертя. Насамперед, він досліджував залежність сили тертя спокою від тривалості контакту тіл. Їм було встановлено, що у однойменних тіл, наприклад "дерево - дерево", тривалість контакту дається взнаки незначно. При контакті різноїменних тіл коефіцієнт тертя спокою зростає протягом кількох діб. Кулон також відзначив так зване явище застою: сила, необхідна для переведення тіл, що знаходяться в контакті, зі стану спокою в стан відносного руху значно перевищує силу тертя ковзання.

Своїми дослідами Кулон заклав основи вивчення залежності сили тертя ковзання від відносної швидкості дотичних тіл. p align="justify"> Особливе значення роботи Кулона для практики полягає в тому, що при проведенні експериментів він використовував великі навантаження, близькі до тих, що зустрічаються в реальному житті: їх маса доходила до 1000 кг! Ця особливість досліджень Кулона зумовила довге життя його результатів - дані вимірів, що містилися в мемуарі "Теорія простих машин", використовували інженери протягом майже цілого століття. У теорії заслуга Кулона полягає у створенні досить повної механічної картини тертя.

До досліджень на цю тему він повернувся за десять років. У 1790 році він представив в академію мемуар "Про тертя в вістрі опори". У ньому вчений досліджував тертя, що виникає при поверненні та коливанні.

А в 1784 Кулон зайнявся питанням про внутрішнє тертя в рідині. Вчений зумів дати його більш повне рішення через багато років, у роботі 1800 року, яка називалася "Досліди, присвячені визначенню зчеплення рідин і закону їх опору при дуже повільних рухах". Особливо ретельно Кулон досліджує залежність сили опору швидкості руху тіла. У його дослідах швидкість руху тіла варіюється від часток міліметра до кількох сантиметрів на секунду. У результаті вчений дійшов висновку, що з дуже малих швидкостях сила опору пропорційна швидкості, при високих швидкостях вона стає пропорційною квадрату швидкості.

Дослідження крутіння тонких металевих ниток, виконане Кулоном для конкурсу 1777 року, мало важливе практичне наслідок - створення ваги. Цей прилад міг використовуватися для вимірювання малих сил різної природи, причому забезпечив чутливість, безпрецедентну для XVIII століття.

Розробивши найточніший фізичний прилад, Кулон почав шукати йому гідне застосування. Вчений починає роботу над проблемами електрики та магнетизму. Його сім мемуарів представляють реалізацію рідкісної XVIII століття за широті програми досліджень.

Найважливішим результатом, отриманим Кулоном у галузі електрики, було встановлення основного закону електростатики – закону взаємодії нерухомих точкових зарядів. Експериментальне обґрунтування знаменитого "закону Кулона" становить зміст першого та другого мемуарів. Там вчений формулює фундаментальний закон електрики:

"Сила відштовхування двох маленьких кульок, наелектризованих електрикою однієї природи, обернено пропорційна квадрату відстані між центрами кульок".

У третьому мемуарі Кулон звернув увагу на явище витоку електричного заряду. Основним результатом стало встановлення експоненційного закону зменшення заряду з часом. Наступного одного з найкоротших мемуарів серії Кулон розглянув питання про характер розподілу електрики між тілами. Він довів, що "електричний флюїд поширюється у всіх тілах відповідно до їхньої форми".

П'ятий і шостий мемуари присвячені кількісному аналізу розподілу заряду між дотичними провідними тілами та визначенню щільності заряду на різних ділянках поверхні цих тіл.

Стосовно магнетизму Кулон намагався вирішити самі завдання, як і електрики. Опис експериментів із постійними магнітами становить суттєву частину другого мемуару та практично весь сьомий мемуар серії. Вченому вдалося вловити деякі своєрідні риси магнетизму. Загалом, однак, спільність отриманих Кулоном результатів у галузі магнетизму набагато менша, ніж спільність закономірностей, встановлених для електрики.

Таким чином, Кулон заклав основи електро- та магнітостатики. Їм було отримано експериментальні результати, мають як фундаментальне, і прикладне значення. Для історії фізики його експерименти з крутильними вагами мали найважливіше значення ще й тому, що вони дали до рук фізиків метод визначення одиниці електричного заряду через величини, що використовувалися в механіці: силу та відстань, що дозволило проводити кількісні дослідження електричних явищ.

Останній мемуар Кулона із серії з електрики та магнетизму був представлений до Паризької академії наук у 1789 році. У грудні 1790 року Кулон подав прохання про відставку. У квітні наступного року його прохання було задоволене, і він почав отримувати пенсію у розмірі 2240 ліврів на рік, яка, щоправда, за кілька років була значно зменшена.

До кінця 1793 політична обстановка в Парижі ще більше загострилася. Тому Кулон вирішив перебратися подалі від Парижа. Він разом із сім'єю переїжджає до свого маєтку поблизу Блуа. Тут вчений проводить майже півтора роки, рятуючись від політичних бур.

Кулон жив у селі до грудня 1795 року. Повернення до Парижа відбулося після обрання Кулона постійним членом відділення експериментальної фізики Інституту Франції – нової національної академії.

Коли саме Кулон став сімейною людиною, неясно. Відомо лише, що дружина вченого Луїза Франсуаза, уроджена Дезормо, була значно молодшою за нього. Офіційно їх шлюб було зареєстровано лише 1802 року, хоча перший син Кулона, названий на честь отця Шарлем Огюстеном, народився 1790 року. Другий син, Анрі Луї, народився 1797 року.

Останні роки життя він присвячує організації нової освіти у Франції. Поїздки країною остаточно підірвали здоров'я вченого. Влітку 1806 року він захворів на лихоманку, з якою його організм вже не зміг впоратися. Кулон помер у Парижі 23 серпня 1806 року.

Вчений залишив досить значну спадщину дружині та синам. На знак поваги до пам'яті про Кулона обидва його сини були визначені державним коштом у привілейовані навчальні заклади.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Біографії великих вчених:

▪ Фарадей Майкл. Біографія

▪ Мендель Грегор. Біографія

▪ Шредінгер Ервін. Біографія

Дивіться інші статті розділу Біографії великих вчених.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Попередній підсилювач Densen B-250CAST 14.05.2017

Представлений попередній підсилювач Densen B-250CAST, що також має у своєму складі ЦАП та мережевий програвач. Новинка увібрала в себе напрацювання з ранньої моделі B-275 Super Leggera. З метою зниження шуму, спотворень та дисбалансу між каналами в ланцюгу регулятора гучності використовуються металопленочні резистори Vishay та масив реле, контрольованих мікропроцесором. Гучність регулюється з кроком 0,5 дБ в межах 200 ступенів та зберігає баланс між каналами навіть на малих рівнях.

Силова частина включає три трансформатори потужністю 20 ВА кожен, вони захищені від вібрацій, як і підсилювальні каскади потужністю 6 Вт, що працюють у класі A без зворотного зв'язку та поміщені в ізольовані корпуси. Вихідні ланцюги побудовані за схемою "подвійне моно" і включають конденсатори сумарною ємністю 100 000 мкФ.

Новинка підтримує підключення ММ-фонокоректора DP-07 та зовнішніх джерел живлення DNRG, 1NRG або 2NRG. Підтримується Google Cast, вбудований ЦАП працює у форматі 192/24, а його аналогова частина використовує тільки дискретні елементи, є оптичний вхід S/PDIF.

Інші цікаві новини:

▪ Об'єктив TTArtisan 23mm F1.4

▪ Інтерактивні дошки у московських школах

▪ Бездротові навушники Sony WF-1000XM3 з активним шумопоглинанням

▪ Загадка природної фабрики грибів розкрита

▪ Найтихіший авіаційний електродвигун

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей

▪ стаття У найсміливішому значенні слова. Крилатий вислів

▪ стаття Хто придумав парашут? Детальна відповідь

▪ стаття Травми у домашніх умовах, причини травм. Медична допомога

▪ стаття Охороняє електрику. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікросхеми ПЛІС XILINX: серія VIRTEX. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт