Шарль-Огюстен де Кулон¶

Шарль-Огюстен де Кулон (фр. Charles-Augustin de Coulomb; 14 июня 1736, Ангулем — 23 августа 1806, Париж) — французский военный инженер, физик и механик, один из основоположников электростатики и теории трения. Наиболее известен открытием закона взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов (закон Кулона), а также созданием крутильных весов — прибора для измерения малых сил. Его именем названа единица электрического заряда в Международной системе единиц (СИ) — кулон (Кл).

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Шарль-Огюстен де Кулон родился в семье мелкого дворянина Анри де Кулона и Катрин Баже. Учился в престижном коллеже Мазарини в Париже, где проявил способности к математике и естественным наукам. В 1760 году поступил в Королевскую инженерную школу в Мезьере (École du Génie de Mézières) — одно из лучших военно-технических учебных заведений Франции того времени. Окончил её в 1761 году в звании инженера-лейтенанта.

¶Военная и инженерная карьера

После окончания школы Кулон был направлен на службу в крепостные гарнизоны. В 1764 году его отправили на остров Мартиника (французская колония в Карибском море), где он участвовал в строительстве форта Бурбон. Работа в тропическом климате подорвала его здоровье, но дала богатый практический опыт в области механики грунтов и строительных конструкций. Вернувшись во Францию в 1772 году, Кулон продолжил службу в различных крепостях, занимаясь проектированием и ремонтом укреплений. В 1781 году он был переведён в Париж и назначен главным инженером королевских водопроводов и фонтанов.

¶Научная деятельность

Научные исследования Кулон начал ещё во время службы на Мартинике. В 1773 году он представил Парижской академии наук первый мемуар «О применении правил максимумов и минимумов к некоторым задачам статики, относящимся к архитектуре». В 1779 году за работу по теории простых машин (в частности, по трению в воротах и блоках) он получил премию Академии. В 1781 году Кулон был избран членом Парижской академии наук (отделение механики). В 1785–1791 годах он опубликовал серию из семи мемуаров, посвящённых электричеству и магнетизму, которые принесли ему мировую известность.

После начала Французской революции Кулон в 1791 году вышел в отставку и удалился в своё поместье в Блуа. В 1795 году, после создания Национального института наук и искусств (заменившего упразднённые академии), он был избран одним из его членов. В 1802–1806 годах занимал должность инспектора народного образования Франции, занимаясь реорганизацией системы лицеев. Умер в Париже 23 августа 1806 года.

¶Научные достижения

¶Закон Кулона

Основной вклад Кулона в физику — экспериментальное установление закона, описывающего силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами. В 1785 году он опубликовал мемуар «Опыты по определению закона, по которому элементы электрических флюидов отталкиваются в зависимости от расстояния», где сформулировал закон:

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Кулон подтвердил этот закон экспериментально с помощью изобретённых им крутильных весов. Аналогичный закон он установил и для магнитных полюсов.

¶Крутильные весы

Для измерения малых сил Кулон разработал крутильные весы — прибор, основанный на упругой деформации тонкой металлической нити. Угол закручивания нити пропорционален приложенной силе, что позволяло с высокой точностью измерять силы взаимодействия зарядов. Этот прибор стал одним из важнейших инструментов экспериментальной физики XVIII–XIX веков.

¶Теория трения

В области механики Кулон провёл фундаментальные исследования трения. В 1781 году он опубликовал работу «Теория простых машин», где сформулировал основные законы сухого трения:

• Сила трения пропорциональна нормальной нагрузке (первый закон Кулона — Амонтона).
• Сила трения не зависит от площади соприкосновения тел (второй закон Кулона — Амонтона).
• Сила трения скольжения не зависит от скорости движения (третий закон Кулона).

Эти законы, хотя и являются приближёнными, до сих пор используются в инженерных расчётах.

¶Исследования в других областях

Кулон также внёс вклад в:

• Механику грунтов: разработал теорию давления грунта на подпорные стены (призма обрушения Кулона), которая применяется в строительстве.
• Сопротивление материалов: изучал прочность балок и колонн, предложил методы расчёта конструкций.
• Магнетизм: установил закон взаимодействия магнитных полюсов, аналогичный закону для электрических зарядов.
• Физиологию: исследовал электрические явления в живых организмах (совместно с Лавуазье).

¶Память

¶Единица измерения

В 1881 году на Международном конгрессе электриков в Париже единица электрического заряда была названа кулоном (Кл, C) в честь Шарля-Огюстена де Кулона. Кулон — единица СИ, равная количеству электричества, проходящего через поперечное сечение проводника при силе тока 1 ампер за 1 секунду.

¶Названия в науке и технике

• Закон Кулона — фундаментальный закон электростатики.
• Крутильные весы Кулона — классический прибор для измерения малых сил.
• Постоянная Кулона (k ≈ 8,9875×10⁹ Н·м²/Кл²) — коэффициент в законе Кулона.
• Кулоновское поле — электрическое поле неподвижных зарядов.
• Кулоновский барьер — потенциальный барьер, препятствующий сближению одноимённо заряженных ядер.

¶Памятники и топонимы

• Имя Кулона высечено на Эйфелевой башне в списке 72 величайших учёных Франции.
• В его честь названы улицы в Париже, Ангулеме, Тулузе и других городах Франции.
• В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Кулона кратеру на обратной стороне Луны (Coulomb, диаметр 23 км).
• В 2006 году во Франции была выпущена почтовая марка к 300-летию со дня рождения учёного (с опозданием на 100 лет — фактически к 270-летию).

¶Источники

• Coulomb C. A. Premier mémoire sur l'électricité et le magnétisme // Histoire de l'Académie Royale des Sciences. — 1785. — P. 569–577.
• Coulomb C. A. Théorie des machines simples, en ayant égard au frottement de leurs parties et à la roideur des cordages. — Paris: Bachelier, 1821.
• Gillmor C. S. Coulomb and the Evolution of Physics and Engineering in Eighteenth-Century France. — Princeton University Press, 1971.
• Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983.
• Лауэ М. История физики. — М.: ГИТТЛ, 1956.