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电学定量研究的开拓者 库仑

科普小知识2022-07-10 23:03:43
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伟大的发现在于平时一丝不苟的观察。

查理·奥古斯丁·库仑是18世纪最伟大的物理学家之一。他于1736年6月14日出生在法国的古莱姆。1761年从皇家军事工程学院毕业后,他担任了多年的军事工程师。1782年,他被选为法国科学院的成员。

库仑兴趣广泛,在结构力学、梁断裂、材料力学、扭转、摩擦理论等方面做出了贡献。他发现的库仑定律是电学发展史上的第一个定量定律,也是一个重要的里程碑。它使电学研究从定性走向定量。

1773年,法国科学院奖励了一项改进航海罗盘的提议。库仑提出了一种研究静磁力的改进方法。他仔细研究了磁针支撑在指南针轴上的情况:用细头发或丝线悬挂磁针,他敏锐的观察使他注意到温度对磁铁性能的影响。然后他发现丝线的扭转力与针转动的角度成正比。他深受启发,发明了扭力天平。

扭力天平的功能是以极高的精度测量非常小的力。这项发明为他的下一个实验提供了必要的测试仪器。1785年,库仑用他自己发明的扭转天平在静电学中建立了众所周知的库仑定律,即空气中两个静态点电荷之间的作用力与两个电荷所带电量的乘积成正比,作用力方向是沿着两个点电荷的线,相同的电荷互相排斥,不同的电荷互相吸引。

在库仑定律发现后的四年里,他还对电荷间的作用力进行了深入研究,并借助皇家科学院的精密仪器进行了大量实验,发表了许多相关论文。1789年法国大革命爆发时,库仑把自己关在实验室里,坚持自己的研究。同年,他的一部重要著作《电学和磁学》出版了。在这项工作中,他发展了从电到磁的两种形式的理论。在此基础上,他总结出两个磁极之间的相互作用定律类似于库仑定律。

库仑一系列研究成果的出现大大缩短了电和磁之间的距离,并发现了电和磁的测量方法,将牛顿力学原理推广到电和磁,为电磁学的发展和电磁场理论的建立开辟了道路。在他的发现过程中,扭转平衡起着不可替代的作用。

库仑不仅在力学和电学方面做出了巨大贡献,他还是一位著名的工程师,在工程方面也做出了重要贡献。他曾经设计了一种水下操作方法。这种操作方法类似于现代沉箱,在当时的工程建设中被广泛使用。这些重要成就的发现促进了物理学的发展,使他成为18世纪最伟大的物理学家之一。1806年8月23日,库仑在巴黎因病去世,享年70岁。为了纪念库仑,后世以他的名字命名了电的单位。