Ein fleißiger junger Mann, der sich nach seinem Schulabschluss der Routine und Monotonie seiner Aufgaben entziehen möchte, hat keine andere Wahl, als sich einem Wissenszweig oder der Literatur zu widmen, der völlig unabhängig von seiner Bestimmung ist.
Charles-Augustin de Coulomb war ein französischer Militäringenieur und Physiker, der vor allem als Namenspate des sogenannten Coulomb-Gesetzes bekannt ist. Dieses beschreibt die elektrostatische Kraft der Anziehung und Abstoßung. Er führte auch wichtige Forschungen zur Reibung durch.
Die SI-Einheit der elektrischen Ladung, das Coulomb, wurde 1908 zu seinen Ehren benannt.
Leben
Charles-Augustin de Coulomb wurde in Angoulême, Grafschaft Angoumois, Frankreich, geboren. Sein Vater war Henry Coulomb, ein Inspektor der königlichen Domäne aus Montpellier, und seine Mutter war Catherine Bajet. Er wurde in der Pfarrkirche St. André getauft. Die Familie zog früh in seiner Kindheit nach Paris, und er studierte am Collège Mazarin. Sein Studium umfasste Philosophie, Sprachen und Literatur. Er erhielt auch eine gute Ausbildung in Mathematik, Astronomie, Chemie und Botanik. Als sein Vater einen finanziellen Rückschlag erlitt, war er gezwungen, Paris zu verlassen, und ging nach Montpellier. Coulomb reichte seine erste Veröffentlichung bei der Gesellschaft der Wissenschaften in Montpellier ein. Er kehrte nach Paris zurück und bestand 1760 die Prüfungen für die École royale du génie de Mézières.
Er graduierte 1761 und trat der französischen Armee als Ingenieur im Rang eines Leutnants bei. In den folgenden zwanzig Jahren wurde er an verschiedene Orte versetzt, wo er in der Ingenieurtätigkeit tätig war: Statik, Befestigungen, Bodenmechanik und weitere Ingenieurbereiche. Sein erstes Kommando war in Brest, aber im Februar 1764 wurde er nach Martinique in den Westindischen Inseln entsandt, wo er die Verantwortung für den Bau der neuen Fort Bourbon übernahm, eine Aufgabe, die ihn bis Juni 1772 beschäftigte. Seine Gesundheit erlitt während der drei Jahre in Martinique Rückschläge, die ihn für den Rest seines Lebens beeinflussen würden.
Nach seiner Rückkehr nach Frankreich wurde Coulomb nach Bouchain entsandt. Jedoch begann er nun, wichtige Arbeiten über angewandte Mechanik zu schreiben, und er präsentierte seine erste Arbeit 1773 der Académie des Sciences in Paris. 1779 wurde Coulomb nach Rochefort entsandt, um mit dem Marquis de Montalembert beim Bau einer vollständig aus Holz gebauten Festung in der Nähe der Île-d'Aix zusammenzuarbeiten. Während seines Aufenthalts in Rochefort führte Coulomb seine Forschungen zur Mechanik fort, insbesondere nutzte er die Werften in Rochefort als Laboratorien für seine Experimente.
Nach seiner Rückkehr nach Frankreich mit dem Rang eines Hauptmanns war er in La Rochelle, der Île d'Aix und Cherbourg tätig. Er entdeckte zunächst ein umgekehrtes Verhältnis der Kraft zwischen elektrischen Ladungen und dem Quadrat ihrer Entfernung und dann die gleiche Beziehung zwischen magnetischen Polen. Später wurden diese Beziehungen nach ihm als Coulomb-Gesetz benannt.
1781 war er in Paris stationiert. 1787 besuchte er mit Tenon das Royal Naval Hospital Stonehouse, und sie waren von der revolutionären „Pavilion"-Bauweise beeindruckt und empfahlen sie der französischen Regierung. Nach dem Ausbruch der Revolution 1789 trat er von seinem Amt als intendant des eaux et fontaines zurück und zog sich auf ein kleines Anwesen zurück, das er in Blois besaß.
Er wurde für eine Zeit nach Paris zurückgerufen, um an der neuen Bestimmung von Gewichten und Maßen teilzunehmen, die von der Revolutionsregierung verordnet worden war. Er wurde einer der ersten Mitglieder des Französischen Nationalinstituts und 1802 zum Inspektor für öffentliche Bildung ernannt. Seine Gesundheit war bereits sehr schwach, und vier Jahre später starb er in Paris.
Coulomb hinterlässt ein Vermächtnis als Pionier auf dem Gebiet der Geotechnik durch seinen Beitrag zum Design von Stützmauern. Sein Name gehört zu den 72 Namen, die auf dem Eiffelturm eingraviert sind.
Forschung
1784 erschien sein Mémoire Recherches théoriques et expérimentales sur la force de torsion et sur l'élasticité des fils de metal Theoretische Forschung und Experimente zur Torsion und Elastizität von Metalldraht. Dieses Mémoire enthielt die Ergebnisse von Coulombs Experimenten zur Torsionskraft von Metalldrahten, speziell innerhalb einer Torsionswaage. Sein allgemeines Ergebnis ist:
Das Drehmoment ist bei Drähten desselben Metalls proportional zum Torsionswinkel, der vierten Potenz des Durchmessers und umgekehrt proportional zur Länge des Drahtes.
1785 präsentierte Coulomb seine ersten drei Berichte über Elektrizität und Magnetismus:
- „Premier Mémoire sur l'Électricité et le Magnétisme". In dieser Veröffentlichung beschreibt Coulomb „Wie man eine elektrische Ausgleichswaage, eine Torsionswaage, basierend auf der Eigenschaft der Metalldrahte, eine Reaktionstorsionskraft proportional zum Torsionswinkel zu haben, konstruiert und verwendet." Coulomb bestimmte auch experimentell das Gesetz, das erklärt, wie „zwei Körper, die mit der gleichen Art von Elektrizität elektrifiziert sind, aufeinander einwirken." Auf Seite 574 erklärt er:
- „Second Mémoire sur l'Électricité et le Magnétisme". In dieser Veröffentlichung führt Coulomb die „Bestimmung durch, nach welchen Gesetzen sowohl die magnetischen als auch die elektrischen Fluide wirken, entweder durch Abstoßung oder durch Anziehung." Auf Seite 579 stellt er fest, dass die Anziehungskraft zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Kugeln proportional zum Produkt der Ladungsmengen auf den Kugeln ist und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen den Kugeln.
- „Troisième Mémoire sur l'Électricité et le Magnétisme". „Über die Menge Elektrizität, die ein isolierter Körper in einem bestimmten Zeitraum verliert, entweder durch Kontakt mit weniger feuchter Luft oder in den Halterungen mehr oder weniger idio-elektrisch."
Vier weitere Berichte wurden in den folgenden Jahren veröffentlicht:
- „Quatrième Mémoire" „Wo zwei Haupteigenschaften der elektrischen Flüssigkeit demonstriert werden: erstens, dass diese Flüssigkeit sich nicht gemäß einer chemischen Affinität oder durch eine selektive Anziehung in ein Objekt ausbreitet, sondern dass sie sich zwischen verschiedenen in Kontakt gebrachten Objekten aufteilt; zweitens, dass in leitenden Objekten die Flüssigkeit, nachdem sie einen stabilen Zustand erreicht hat, sich auf der Oberfläche des Körpers ausbreitet und nicht ins Innere eindringt." 1786
- „Cinquième Mémoire" „Darüber, wie sich die elektrische Flüssigkeit zwischen in Kontakt gebrachten leitenden Objekten aufteilt und wie sich diese Flüssigkeit auf die verschiedenen Teile der Oberfläche dieses Objekts verteilt." 1787
- „Sixième Mémoire" „Fortsetzung der Forschung zur Verteilung der elektrischen Flüssigkeit zwischen mehreren Leitern. Bestimmung der elektrischen Dichte an verschiedenen Punkten auf der Oberfläche dieser Körper." 1788
- „Septième Mémoire" „Über Magnetismus" 1789
Coulomb erklärte die Gesetze der Anziehung und Abstoßung zwischen elektrischen Ladungen und magnetischen Polen, fand jedoch keine Beziehung zwischen den beiden Phänomenen. Er dachte, dass die Anziehung und Abstoßung auf verschiedene Arten von Fluiden zurückzuführen waren.
