biografi
Charles Augustin Coulombs far var Henry Coulomb och hans mor var Catherine Bajet. Båda hans föräldrar kom från familjer som var välkända inom sina områden. Hans fars familj var viktig i advokatyrket och i administrationen av Languedoc-regionen i Frankrike, och hans mors familj var också ganska rik. Efter att ha uppfostrats i angoul, huvudstaden i Angoumois i sydvästra Frankrike, flyttade Coulombs familj till Paris. I Paris gick han in i Colluzurge Mazarin, där han fick en bra klassisk grundning i språk, litteratur och filosofi, och han fick den bästa tillgängliga undervisningen i matematik, astronomi, kemi och botanik.
i detta skede i sin utbildning var det en kris för Coulomb. Trots sin fars goda ställning hade han gjort misslyckade ekonomiska spekulationer, förlorat alla sina pengar och flyttat från Paris till Montpellier. Coulombs mor stannade kvar i Paris men Coulomb hade en oenighet med henne om vilken riktning hans karriär skulle ta så han lämnade Paris och åkte till Montpellier för att bo hos sin far. I detta skede var Coulombs intressen främst inom matematik och astronomi och medan han var i Montpellier gick han med i Society of Sciences där i mars 1757 och läste flera artiklar om dessa ämnen för samhället.
Coulomb ville in École du Génie på Mézières, men insåg att för att lyckas i förbigående antagningsproven han behövde för att bli undervisade. I oktober 1758 åkte han till Paris för att få den handledning som krävs för att ta undersökningarna. Camus hade utsetts till examinator för artilleri skolor i 1755 och det var hans Cours de Math kazakhmatiques som Coulomb studerade i flera månader. År 1758 tog Coulomb de undersökningar som Camus fastställde som han passerade och han gick in i sackaros du G. Han bildade ett antal viktiga vänskap runt den här tiden som var viktiga i hans senare vetenskapliga arbete, en med Bossut som var hans lärare vid M Exporzi Exporres och den andra med Borda.
Coulomb tog examen i November 1761. Han var nu utbildad ingenjör med rangen av löjtnant i Corps du G. Under de kommande tjugo åren skickades han till en mängd olika platser där han var inblandad i teknik, strukturell design, befästningar, markmekanik och många andra områden. Hans första inlägg var till Brest men i februari 1764 var han inställd på Martinique i Västindien. Martinique föll under Frankrikes suveränitet under Louis XIV 1658. Martinique attackerades dock av ett antal utländska flottor under de följande åren. Holländarna attackerade den 1674 men drevs av, liksom engelska 1693 och engelska igen 1759. Martinique fångades slutligen av engelsmännen 1762 men återvände till Frankrike enligt villkoren i Parisfördraget 1763. Fransmännen gjorde sedan försök att göra ön säkrare genom att bygga ett nytt fort.
Coulomb fick ansvaret för byggandet av det nya Fort Bourbon och denna uppgift ockuperade honom fram till juni 1772. Det var en period under vilken han visade den praktiska sidan av sina tekniska färdigheter som behövdes för att organisera konstruktionen, men hans erfarenheter skulle spela en viktig roll i de senare teoretiska memoarerna han skrev om mekanik. När det gäller Coulombs hälsa var det svåra år och de sjukdomar som han lidit medan han var på Martinique lämnade honom i dålig hälsa resten av sitt liv.
när han återvände till Frankrike skickades Coulomb till Bouchain. Men han började nu skriva viktiga verk om tillämpad mekanik och han presenterade sitt första arbete för Academic Askormie des Sciences i Paris 1773. Detta arbete, Sur une application des r otuggles, de maximis et minimis otuberi quelque probl otuberi de statique, relatifs otuberi l ’ architecture otuberi skrevs (i Coulombs ord, se till exempel ):-
… att bestämma, så långt som en kombination av matematik och fysik tillåter, påverkan av friktion och sammanhållning i vissa statikproblem.
det kanske viktigaste faktumet om denna memoar ur matematisk synvinkel är Coulombs användning av variationskalkylen för att lösa tekniska problem. Som Gillmor skriver i: –
i den här memoaren från 1773 finns det nästan en förlägenhet för rikedomar, för Coulomb fortsatte att diskutera teorin om omfattande bristning av murbryggor, utformningen av välvda bågar och teorin om jordtryck. I den senare utvecklade han en generaliserad glidande kilteori om markmekanik som fortfarande används idag i grundläggande teknikpraxis. En anledning, kanske, för den relativa försummelsen av denna del av Coulombs arbete var att han försökte visa användningen av variationskalkyl för att formulera metoder för att närma sig grundläggande problem inom strukturmekanik snarare än att ge numeriska lösningar på specifika problem.
det är ofta så att en sofistikerad användning av matematik i en ansökan till ett område där de flesta har mindre matematisk förfining, ger arbetet en långsiktig värden som inte ofta ses vid tidpunkten. Memoaren var verkligen högt värderad av Academic Bisexual des Sciences för det ledde till att han utsågs till Bossuts korrespondent den 6 juli 1774. Från Bouchain skickades Coulomb nästa till Cherbourg. Medan han var där skrev han en berömd memoar om den magnetiska kompassen som han lämnade in för Grand Prix för Academic Askormie des Sciences 1777.
denna tidning från 1777 vann Coulomb en del av priset och den innehöll hans första arbete med torsionsbalansen :-
… hans enkla, eleganta lösning på problemet med vridning i cylindrar och hans användning av torsionsbalansen i fysiska tillämpningar var viktig för många fysiker under efterföljande år. … Coulomb utvecklade en teori om vridning i tunna silke-och hårtrådar. Här var han den första som visade hur torsionsupphängningen kunde ge fysiker en metod för att noggrant mäta extremt små krafter.
ett annat intressant avsnitt inträffade under den tid som Coulomb tillbringade i Cherbourg. Robert-Jacques Turgot utsågs till generalöversättare av Louis XVI den 24 augusti 1774. Han började känna sig hotad av sina politiska motståndare 1775 och började en serie reformer. Bland dessa var reformen av kåren du g Jacobnie och Turgot efterlyste memoarer om dess möjliga omorganisation. Coulomb skickade in en memoar som gav sina tankar och det är en fascinerande möjlighet att förstå hans politiska åsikter. Coulomb ville att staten och individen skulle spela lika roller. Han föreslog att kåren i synnerhet, och all offentlig tjänst i allmänhet, skulle erkänna talangerna hos sina enskilda medlemmar i befordran inom organisationen.
1779 skickades Coulomb till Rochefort för att samarbeta med Marquis de Montalembert för att bygga ett fort helt av trä nära Ile d ’ Aix. Liksom Coulomb hade Marquis de Montalembert rykte som militäringenjör som designade befästningar, men hans innovativa arbete hade kritiserats av många franska ingenjörer :-
Montalembert betraktade fästningar som inget annat än enorma permanenta batterier utformade för att hälla överväldigande eld på attackerande härar och förenklade Vaubans invecklade geometriska mönster och förlitade sig på enkla polygonala strukturer, ofta med fristående perifera fort istället för att projicera bastioner.
under sin tid på Rochefort fortsatte Coulomb sin forskning om mekanik, särskilt med hjälp av varven i Rochefort som laboratorier för sina experiment. Hans studier i friktion i Rochefort ledde till Coulombs stora arbete med friktion TH Expororie des machines simples Jacobi som vann honom Grand Prix från Academic Expormie des Sciences 1781. I denna memoar Coulomb : –
… undersökte både statisk och dynamisk friktion av glidytor och friktion vid böjning av sladdar och rullning. Från undersökning av många fysiska parametrar utvecklade han en serie två-term ekvationer, den första termen en konstant och den andra termen varierande med tid, normal kraft, hastighet eller andra parametrar.
på grund av detta prisvinnande arbete skriver författarna till write:-
Coulombs bidrag till friktionsvetenskapen var exceptionellt stora. Utan överdrift kan man säga att han skapade denna vetenskap.
faktum är att denna memoar från 1781 förändrade Coulombs liv. Han valdes till mekaniksektionen vid Academic Aubbimie des Sciences som ett resultat av detta arbete, och han flyttade till Paris där han nu hade en fast tjänst. Han tog aldrig igen några tekniska projekt, även om han stannade kvar som konsult i tekniska frågor, och han ägnade sitt liv från denna punkt till fysik snarare än teknik. Han skrev sju viktiga avhandlingar om elektricitet och magnetism som han överlämnade till Academic Bisexual des Sciences mellan 1785 och 1791. Dessa sju artiklar diskuteras där författaren visar att Coulomb: –
… hade fått några anmärkningsvärda resultat genom att använda torsionsbalansmetoden: lagen om attraktion och repulsion, de elektriska punktladdningarna, magnetiska poler, distribution av el på ytan av laddade kroppar och andra. Betydelsen av Coulombs lag för utvecklingen av elektromagnetism undersöks och diskuteras.
i dessa utvecklade han en teori om attraktion och repulsion mellan kroppar med samma och motsatta elektriska laddning. Han demonstrerade en invers kvadratisk lag för sådana krafter och fortsatte med att undersöka perfekta ledare och dielektrikum. Han föreslog att det inte fanns någon perfekt dielektrisk och föreslog att varje ämne har en gräns över vilken den kommer att leda elektricitet. Dessa grundläggande papper lade fram fallet för handling på avstånd mellan elektriska laddningar på samma sätt som Newtons gravitationsteori baserades på handling på avstånd mellan massorna.
dessa papper om elektricitet och magnetism, även om det viktigaste av Coulombs arbete under denna period, var bara en liten del av det arbete han åtog sig. Han överlämnade tjugofem memoarer till Academic Askormie des Sciences mellan 1781 och 1806. Coulomb arbetade nära Bossut, Borda, de Prony och Laplace under denna period. Anmärkningsvärt deltog han i arbetet i 310 utskott av Akademin. Han var fortfarande involverad i ingenjörsprojekt som konsult, varav den mest dramatiska var hans rapport om kanal-och hamnförbättringar i Bretagne 1783-84. Han hade pressats in i denna uppgift mot sitt bättre omdöme och han slutade ta skulden när kritik gjordes och han tillbringade en vecka i fängelse i November 1783.
han åtog sig också tjänster för respektive franska regeringar inom så olika områden som utbildning och reform av sjukhus. År 1787 gjorde han en resa till England för att rapportera om förhållandena på Londons sjukhus. I juli 1784 utsågs han till att ta hand om de kungliga fontänerna och tog hand om en stor del av vattenförsörjningen i Paris. Den 26 februari 1790 föddes Coulombs första son, även om han inte var gift med Louise Fran Kazakoise LeProust Desormeaux som var mor till hans son.
när den franska revolutionen började 1789 hade Coulomb varit djupt involverad i sitt vetenskapliga arbete. Många institutioner omorganiserades, inte alla till Coulombs tycke, och han gick i pension från Corps du g Askornie 1791. Vid ungefär samma tid som Academic Bisexual des Sciences avskaffades i augusti 1783, avlägsnades han från sin roll som ansvarig för vattenförsörjningen och i December 1793 upplöstes också Utskottet för vikter och åtgärder som han tjänstgjorde i. Coulomb och Borda drog sig tillbaka till landet för att göra vetenskaplig forskning i ett hus han ägde nära Blois.
Acadaubbimie des Sciences ersattes av Institut de France och Coulomb återvände till Paris när han valdes till institutet i December 1795. Den 30 juli 1797 föddes hans andra son och 1802 gifte han sig med Louise Fran Excepiloise LeProust Desormeaux, mor till hans två söner. Vi nämnde ovan att Coulomb var involverad i tjänster till utbildning. Dessa var till stor del mellan 1802 och 1806 när han var generalinspektör för allmän instruktion och i den rollen var han huvudsakligen ansvarig för att inrätta lycu-kineserna över hela Frankrike.
låt oss avsluta med att citera den hyllning som betalats till honom av Biot som skrev:-
det är för Borda och Coulomb att man är skyldig den sanna fysikens renässans i Frankrike, inte en verbal och hypotetisk fysik, utan den geniala och exakta fysiken som observerar och jämför allt med stränghet.