Автор основного закона электростатики

Кулон Шарль Огюстен - французский физик и военный инженер. Родился 14 июня 1736 г. в Ангулеме, Франция. Отец Кулона пытался сделать военную карьеру, но стал правительственным чиновником, мать происходила из знатной семьи. Отец Шарля вскоре после рождения сына переехал с семьей в Париж, где некоторое время занимал доходную должность по сбору налогов.

Мать Шарля, урожденная Катрин Баже, происходившая из знатного рода де Сенак, хотела, чтобы её сын стал врачом. В 1746 - 1751 годах он учился в Коллеже Четырёх Наций, основанном по завещанию Мазарини. Коллеж был одной из лучших школ того времени, в нём обучались около 30 мальчиков дворянского происхождения в возрасте 10-15 лет. Он славился высоким уровнем преподавания математики, поэтому Кулон рано заинтересовался этим предметом.

Дальнейшую судьбу Кулона определили события, которые произошли в жизни его семьи. Анри Кулон, не обладавший, видимо, серьезными способностями в финансовой области, разорился, пустившись в спекуляции, вследствие чего был вынужден уехать из Парижа на родину, в Монпелье, на юг Франции. Там проживало много влиятельных родственники, которые могли помочь неудачливому финансисту. Его супруга не желала последовать за мужем и осталась в Париже вместе с Шарлем и с его младшими сестрами. Однако юный Кулон недолго прожил с матерью.

         Юный Шарль Кулон настолько увлекся науками, что решительно воспротивился намерениям его матери избрать для него профессию медика, или, в крайнем случае, юриста. Конфликт стал настолько серьезен, что Шарль покинул Париж и переехал к отцу в Монпелье.

        Посоветовавшись с отцом, Шарль избрал карьеру военного инженера. Сдав в феврале 1760 года экзамены, Шарль поступил в Военно-инженерную школу в Мезьери, где обучался математике, черчению, основам физики, получил практические навыки по геодезии, плотницкому делу, обработке камня. Окончив школу, он получил чин лейтенанта и был направлен в Брест, один из крупных портов на западном побережье Франции, где чуть больше года занимался картографическими работами. Затем Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции острове Мартиника в Форте Бурбон.

        Условия работы были трудными, климат очень тяжелым, людей не хватало, да и те, кто оставался, тяжело болели. Сам Кулон за восемь лет работы на острове тяжело болел восемь раз и впоследствии вернулся во Францию с сильно подорванным здоровьем. Приобретенный им большой опыт достался дорогой ценой собственного здоровья. Здесь он начал заниматься самостоятельной научной деятельностью. Написав мемуар по строительной механике. Кулон с присущей ему скромностью относил себя к «остальным работникам», в действительности многие идеи, сформулированные им в первой же научной работе, до сих пор рассматриваются специалистами по сопротивлению материалов как основополагающие.

         Получив признание, он пишет всё новые и новые работы. Его успехи в деле строительства форта на Монтгарнье были отмечены повышением в чине - в марте 1770 года он получил чин капитана — по тем временам это можно было рассматривать как очень быстрое продвижение по службе.

     Вскоре Кулон вновь серьезно заболел и, наконец, подал рапорт с прошением о переводе во Францию. Вынужденный вернуться во Францию, он служил в Бушене, Шербуре, Безансоне, Рошфоре, Лилле. Всюду он продолжал свою научную работу, посвящённую строительной механике, разработке метода изготовления магнитных стрелок для точных измерений магнитного поля Земли, занимался экспериментами, посвященными внешнему трению.

         В Лилле Шарль Кулон прослужил недолго. Сбылась его мечта — в первой половине сентября 1781 года военный министр объявил о переводе Кулона в Париж, где он должен был заниматься инженерными вопросами, связанными с печально известной крепостью-тюрьмой Бастилией. 30 сентября он был награжден Крестом Святого Людовика. Оправдались и его надежды, связанные с Парижской академией наук. 12 декабря 1781 года Кулон был избран в Парижскую Академию по классу механики. В этом же году он сформулировал законы трения, качения и скольжения. После переезда в Париж, основным занятием Кулона становятся исследования по электричеству и магнетизму.

В 1784 г. он построил крутильные весы, с помощью которых в 1785 году установил основной закон электростатики - закон взаимодействия неподвижных точечных зарядов (закон Кулона). Для истории физики его эксперименты с крутильными весами имели важнейшее значение еще и потому, что они дали в руки физиков метод определения единицы электрического заряда через величины, использовавшиеся в механике: силу и расстояние, что позволило проводить количественные исследования электрических явлений.

По образцу ньютоновских законов гравитации Кулон сформулировал закон электростатического притяжения, благодаря чему учение об электричестве стало наукой.

Кулон обнаружил, что сила закручивания нити зависит от вещества нити, пропорциональна углу закручивания и четвёртой степени диаметра нити и обратно пропорциональна её длине. Это давало новый, исключительно чувствительный метод измерения силы путём её сравнения с силой, возникающей при закручивании нити. Новый прибор был назван Кулоном крутильными весами. Название сохранилось до настоящего времени. Пользуясь этими весами для исследования трения между жидкостью и твёрдыми телами, Кулон применил их для исследования малых электрических и магнитных сил. Так 48-летний военный инженер, никогда специально не занимавшийся электричеством и магнетизмом, проводя побочные исследования, обессмертил своё имя.

В 1777 Шарль Кулон становится победителем конкурса, посвященного разработке прибора для исследования магнитного поля Земли, и тут же погружается в другую большую работу: в исследование трения. В 1779 (а затем, повторно, в 1781) академия объявила еще один конкурс, посвященный именно трению. Уже в 1780 Кулон представил в академию конкурсную работу «Теория простых машин», которая через год также была удостоена премии. Результаты этой работы базировались на многочисленных экспериментах Кулона, в которых исследовалось как трение между твердыми телами, так и трение в жидкостях и газах. Эти работы Кулон проводил уже в Лилле, куда он был переведен в начале 1780 г. Примерно через год исполнилось его давнишнее желание: произошел перевод в Париж, где 12 декабря 1781 он был избран в академики по классу механики.

За четыре года напряжённого труда (1785 - 1789 г.г.) Кулон заложил фундамент современной электростатики. Выдвинул гипотезу магнетизма, сконструировал в 1785 г. магнитометр. Заложил основы электро и магнитостатики.

После начала революции в 1789 году перебрался в своё поместье в Блуа. В 1791 г. Кулон в чине майора вышел в отставку. После роспуска в 1793 г. Академии он с семьёй уезжает в провинцию, откуда возвращается в Париж после избрания его одним из первых членов Национального института, заменившего Академию. В 1802 году был назначен инспектором общественных сооружений, но здоровье, подорванное на службе, не позволило учёному существенно проявить себя на этой должности.

Полученные Кулоном результаты в области электричества стали экспериментальной основой первой последовательной количественной теории электричества, разработанной в 1811 г. С. Пуассоном.

Шарль Кулон был женат. Его жена Луиза Француаза, урождённая Дезормо, была значительно моложе его. В 1790 году у них родился сын Шарль Огюстен, а в 1797 г. - сын Анри Луи. Брак Шарля и Луизы был зарегистрирован лишь в 1802 году.

Последние годы жизни он посвящает организации новой системы образования во Франции. Поездки по стране окончательно подорвали здоровье ученого. Летом 1806 года он заболел лихорадкой, с которой его организм уже не смог справиться.

Умер Ш.Кулон 23 августа 1806 года в Париже от лихорадки.

Кулон оставил довольно значительное наследство супруге и сыновьям. В знак уважения к памяти Кулона оба его сына были определены на государственный счёт в привилегированные учебные заведения.

Жена Кулона не позаботилась о сохранении его архива и через полгода после смерти его рукописи, дневники, лабораторные журналы, научные приборы были проданы на аукционе.

В 1881 г. комиссия, в которую входил В. Томсон, Г. Гельмгольц, Г.Кирхгоф, А.Г.Столетов и др., назвала именем Кулона единицу количества электричества.

      Закономерности внешнего трения, закон кручения упругих нитей, основной закон электростатики, закон взаимодействия магнитных полюсов — всё это вошло в золотой фонд науки. «Кулоновское поле», «кулоновский потенциал», наконец, название единицы электрического заряда «кулон» прочно закрепились в физической терминологии.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

     В 1970 г. Международный астрономический союз присвоил имя Шарля Кулона кратеру на обратной стороне Луны.