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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Ciondolo Carlo Agostino. Biografia dello scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Il fisico e ingegnere francese Charles Coulomb ottenne brillanti risultati scientifici. Le leggi dell'attrito esterno, la legge di torsione dei fili elastici, la legge di base dell'elettrostatica, la legge dell'interazione dei poli magnetici: tutto questo è entrato nel fondo d'oro della scienza. "Campo di Coulomb", "Potenziale di Coulomb" e, infine, il nome dell'unità di carica elettrica "Coulomb" è saldamente radicato nella terminologia fisica. Charles Augustin Coulomb è nato il 14 giugno 1736 ad Angouleme, che si trova nel sud-ovest della Francia. Suo padre, Henri Coulomb, che un tempo tentò di fare carriera militare, era diventato un funzionario del governo quando suo figlio era nato. Angouleme non era la residenza permanente della famiglia Coulomb; qualche tempo dopo la nascita di Carlo, si trasferì a Parigi. La madre di Carlo, nata Catherine Bage, che proveniva da una nobile famiglia de Senac, voleva che suo figlio diventasse medico. Sulla base di questa idea, scelse un'istituzione educativa che Charles Augustin inizialmente frequentò: il Collegio delle Quattro Nazioni, noto anche come Collegio Mazzarino. L'ulteriore destino di Coulomb è stato determinato dagli eventi accaduti nella vita della sua famiglia. Henri Coulomb, che a quanto pare non aveva serie capacità in campo finanziario, fallì, intraprendendo speculazioni, a seguito delle quali fu costretto a lasciare Parigi per la sua terra natale, a Montpellier, nel sud della Francia. Lì vivevano molti parenti influenti, che potevano aiutare il finanziere senza successo. Sua moglie non voleva seguire il marito e rimase a Parigi con Charles e le sue sorelle minori. Tuttavia, il giovane Coulomb non visse a lungo con sua madre. Il suo interesse per la matematica crebbe così tanto che annunciò la sua decisione di diventare uno scienziato. Il conflitto tra madre e figlio portò al fatto che Carlo lasciò la capitale e si trasferì dal padre a Montpellier. Il cugino del padre di Louis, che occupava una posizione di rilievo a Montpellier, conosceva molti dei membri della Royal Society of Science della città. Presto presentò alla società suo nipote Charles. Nel febbraio 1757, in una riunione della Royal Scientific Society, un giovane matematico dilettante lesse il suo primo lavoro scientifico, "Geometric Essay on Mean Proportional Curves". Poiché il lavoro ha ottenuto l'approvazione dei membri della società, il ricercatore alle prime armi è stato presto eletto aggiunto nella classe di matematica. Successivamente, Coulomb ha preso parte attiva al lavoro della società e ha presentato altre cinque memorie: due in matematica e tre in astronomia. Il suo interesse per l'astronomia è stato acceso dalle osservazioni che ha fatto con un altro membro della Società di Montpellier, de Ratt. Charles ha partecipato alle osservazioni di una cometa e di un'eclissi lunare, i cui risultati ha presentato sotto forma di memorie. Coulomb si interessò anche alle questioni teoriche dell'astronomia: una delle sue opere era dedicata alla determinazione della linea meridiana. Nel febbraio 1760, Carlo entrò nella Scuola degli Ingegneri Militari di Mézières. Fortunatamente per lui, lavorava nella scuola un insegnante di matematica, l'abate Charles Bossu, che in seguito divenne un famoso scienziato. Avvicinatosi a Bossu durante i suoi studi a Mézières sulla base del suo interesse per la matematica, Coulomb intrattenne con lui rapporti amichevoli per molti anni. Un'altra importante fonte di conoscenza che in seguito tornò utile a Coulomb nel suo lavoro scientifico furono le lezioni di fisica sperimentale, che nell'estate del 1760 iniziarono a essere lette a scuola dal famoso naturalista francese Abbé Nollet. Nel novembre 1761, Carlo si diplomò alla Scuola e fu assegnato a un importante porto della costa occidentale della Francia: Brest. Poi è venuto in Martinica. Durante gli otto anni trascorsi lì, si ammalò gravemente più volte, ma ogni volta tornò alle sue funzioni ufficiali. Queste malattie non sono passate inosservate. Dopo essere tornato in Francia, Coulomb non poteva più sentirsi completamente in salute. Nonostante tutte queste difficoltà, Coulomb ha svolto egregiamente i suoi doveri. Il suo successo nella costruzione del forte a Mont Garnier fu segnato dalla promozione: nel marzo 1770 ricevette il grado di capitano - a quel tempo poteva essere considerata una promozione molto rapida. Presto Coulomb si ammalò gravemente di nuovo e, infine, presentò una denuncia con la richiesta di essere trasferito in Francia. Dopo essere tornato in patria, Coulomb fu assegnato a Bushen. Qui completa uno studio iniziato durante il suo servizio nelle Indie occidentali. Sebbene Coulomb, con la sua caratteristica modestia, si riferisse agli "altri lavoratori", infatti, molte delle idee da lui formulate nel suo primo lavoro scientifico sono ancora considerate fondamentali dagli specialisti della solidità dei materiali. Secondo la tradizione dell'epoca, nella primavera del 1773 Coulomb presentò le sue memorie all'Accademia delle scienze di Parigi. Lesse il libro di memorie in due riunioni dell'Accademia nel marzo e nell'aprile 1773. Il lavoro è stato accolto con approvazione. L'accademico Bossu, in particolare, scriveva: “Sotto questo modesto titolo, monsieur Coulomb abbracciava, per così dire, tutta la statica architettonica... In tutto il suo studio si nota una profonda conoscenza dell'analisi infinitesimale e saggezza nella scelta delle ipotesi fisiche, come così come nella loro domanda. Pertanto, riteniamo che questo lavoro meriti pienamente l'approvazione dell'Accademia e sia degno di pubblicazione nella Raccolta [di opere] di scienziati stranieri". Nel 1774 Coulomb fu trasferita nel grande porto di Cherbourg. Il ciondolo era felice di questo appuntamento: credeva che fosse nella città portuale che un ingegnere militare avrebbe potuto trovare il miglior uso delle sue conoscenze e capacità. A Cherbourg, dove Coulomb prestò servizio fino al 1777, riparò numerose fortificazioni. Questo lavoro ha lasciato abbastanza tempo libero e il giovane scienziato ha continuato la sua ricerca scientifica. L'argomento principale a cui Coulomb era interessato in quel momento era lo sviluppo di un metodo ottimale per la produzione di aghi magnetici per misurazioni accurate del campo magnetico terrestre. Questo argomento è stato dato in un concorso bandito dall'Accademia delle scienze di Parigi. Due vincitori del concorso nel 1777 furono annunciati contemporaneamente: lo scienziato svedese van Schwinden, che aveva già presentato il lavoro per il concorso, e Coulomb. Tuttavia, per la storia della scienza, non è il capitolo delle memorie di Coulomb dedicato agli aghi magnetici ad interessare di più, ma il capitolo successivo, dove vengono analizzate le proprietà meccaniche dei fili su cui sono appese le frecce. Lo scienziato ha condotto una serie di esperimenti e ha stabilito l'ordine generale di dipendenza della forza di deformazione del momento di torsione dall'angolo di torsione del filo e dai suoi parametri: lunghezza e diametro. La bassa elasticità dei fili di seta e dei capelli rispetto alla torsione ha permesso di trascurare il momento insorgente delle forze elastiche e di presumere che l'ago magnetico segua esattamente le variazioni di declinazione. Questa circostanza servì da impulso a Coulomb per studiare la torsione dei fili metallici cilindrici. I risultati dei suoi esperimenti furono sintetizzati nell'opera "Studi teorici e sperimentali della forza di torsione e dell'elasticità dei fili metallici", completata nel 1784. Il quadro delle deformazioni tracciato da Coulomb, ovviamente, differisce per molte delle sue caratteristiche da quello moderno. Tuttavia, la causa generale del verificarsi di deformazioni anelastiche - la complessa dipendenza delle forze di interazione intermolecolare dalla distanza tra le molecole - è stata correttamente indicata da Coulomb. La profondità delle sue idee sulla natura delle deformazioni è stata notata da molti scienziati del XNUMX ° secolo, compresi quelli famosi come T. Jung. A poco a poco Coulomb divenne sempre più coinvolto nel lavoro scientifico, anche se non si può dire che fosse indifferente ai suoi doveri di ingegnere militare. Nel 1777 Coulomb fu nuovamente trasferito, ora nell'est della Francia nella piccola città di Salin. All'inizio del 1780 era già a Lille. E ovunque Coulomb trova un'opportunità per la ricerca scientifica. Coulomb non ha servito a lungo a Lille. Il suo sogno si avverò: nella prima metà di settembre 1781, il ministro della Guerra annunciò il trasferimento di Coulomb a Parigi, dove avrebbe dovuto affrontare problemi di ingegneria legati alla famigerata fortezza della prigione della Bastiglia. Il 30 settembre è stato insignito della St. Louis Cross. Anche le sue speranze legate all'Accademia delle scienze di Parigi erano giustificate. Il 12 dicembre 1781 fu eletto all'Accademia nella classe dei meccanici. Trasferirsi nella capitale non significò solo un cambiamento del luogo di servizio e dell'ambito delle mansioni. Questo evento ha portato a un cambiamento qualitativo nell'oggetto della ricerca scientifica di Coulomb. Coulomb ha condotto una serie di esperimenti in cui ha studiato le caratteristiche più importanti del fenomeno dell'attrito. In primo luogo, ha studiato la dipendenza della forza di attrito statico dalla durata del contatto tra i corpi. Ha scoperto che nei corpi con lo stesso nome, ad esempio "albero - albero", la durata del contatto ha scarso effetto. Quando i corpi opposti entrano in contatto, il coefficiente di attrito statico aumenta nell'arco di diversi giorni. Coulomb ha anche notato il cosiddetto fenomeno della stagnazione: la forza richiesta per trasferire i corpi in contatto da uno stato di riposo a uno stato di moto relativo è molto maggiore della forza di attrito radente. Con i suoi esperimenti Coulomb ha posto le basi per studiare la dipendenza della forza di attrito radente dalla velocità relativa dei corpi a contatto. Il significato speciale del lavoro di Coulomb per la pratica sta nel fatto che durante gli esperimenti, ha utilizzato grandi carichi vicini a quelli incontrati nella vita reale: la loro massa ha raggiunto i 1000 kg! Questa caratteristica della ricerca di Coulomb ha portato a una lunga vita dei suoi risultati: i dati di misurazione contenuti nel libro di memorie "Theory of Simple Machines" sono stati utilizzati dagli ingegneri per quasi un secolo. Nel campo della teoria, il merito di Coulomb sta nella creazione di un quadro meccanico dell'attrito abbastanza completo. Tornò a ricercare su questo argomento dieci anni dopo. Nel 1790 presentò all'Accademia un libro di memorie "On Friction at the Point of Support". In esso, lo scienziato ha studiato l'attrito che si verifica durante la rotazione e l'oscillazione. E nel 1784 Coulomb affrontò la questione dell'attrito interno in un liquido. Lo scienziato riuscì a dare la sua soluzione più completa molti anni dopo, nell'opera del 1800, intitolata "Esperimenti sulla determinazione della coesione dei liquidi e sulla legge della loro resistenza a moti molto lenti". Con particolare attenzione Coulomb esplora la dipendenza della forza di resistenza dalla velocità del corpo. Nei suoi esperimenti, la velocità del corpo varia da frazioni di millimetro a diversi centimetri al secondo. Di conseguenza, lo scienziato giunge alla conclusione che a velocità molto basse la forza di trascinamento è proporzionale alla velocità, ad alte velocità diventa proporzionale al quadrato della velocità. Lo studio della torsione di sottili fili di metallo, effettuato da Coulomb per il concorso del 1777, ebbe un'importante conseguenza pratica: la creazione di un equilibrio di torsione. Questo strumento poteva essere utilizzato per misurare piccole forze di varia natura e forniva una sensibilità senza precedenti nel XNUMX° secolo. Avendo sviluppato il dispositivo fisico più accurato, Coulomb iniziò a cercarne un'applicazione degna. Lo scienziato inizia a lavorare sui problemi dell'elettricità e del magnetismo. Le sue sette memorie rappresentano l'attuazione di un programma di ricerca raro nel XVIII secolo per ampiezza. Il risultato più importante ottenuto da Coulomb nel campo dell'elettricità è stata l'istituzione della legge di base dell'elettrostatica: la legge di interazione delle cariche puntiformi immobili. La prova sperimentale della famosa "legge di Coulomb" è il contenuto della prima e della seconda memoria. Lì, lo scienziato formula la legge fondamentale dell'elettricità: "La forza repulsiva di due palline, elettrizzate da elettricità della stessa natura, è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i centri delle palline." Nella terza memoria, Coulomb ha richiamato l'attenzione sul fenomeno della dispersione di carica elettrica. Il risultato principale è stata l'istituzione di una legge esponenziale di carica decrescente nel tempo. Nella successiva, una delle memorie più brevi della serie, Coulomb ha affrontato la questione della natura della distribuzione dell'elettricità tra i corpi. Dimostrò che "il fluido elettrico è distribuito in tutti i corpi secondo la loro forma". La quinta e la sesta memoria sono dedicate all'analisi quantitativa della distribuzione di carica tra corpi conduttivi in contatto e alla determinazione della densità di carica in varie parti della superficie di questi corpi. Per quanto riguarda il magnetismo, Coulomb ha cercato di risolvere gli stessi problemi dell'elettricità. La descrizione degli esperimenti con i magneti permanenti è una parte essenziale della seconda memoria e praticamente l'intera settima memoria della serie. Lo scienziato è riuscito a cogliere alcune caratteristiche peculiari del magnetismo. Nel complesso, però, la generalità dei risultati ottenuti da Coulomb nel campo del magnetismo è molto inferiore alla generalità delle leggi stabilite per l'elettricità. Così, Coulomb ha gettato le basi dell'elettrostatica e della magnetostatica. Ottenne risultati sperimentali di importanza fondamentale e applicata. Per la storia della fisica, i suoi esperimenti con i bilanci di torsione furono di fondamentale importanza anche perché fornirono ai fisici un metodo per determinare l'unità di carica elettrica attraverso le grandezze utilizzate in meccanica: forza e distanza, che consentirono di condurre studi quantitativi di fenomeni. L'ultima memoria di Coulomb di una serie sull'elettricità e il magnetismo fu presentata all'Accademia delle scienze di Parigi nel 1789. Nel dicembre 1790 Coulomb ha rassegnato le dimissioni. Nell'aprile dell'anno successivo la sua richiesta fu accolta e cominciò a percepire una pensione di 2240 lire l'anno, che però venne notevolmente ridotta qualche anno dopo. Alla fine del 1793, la situazione politica a Parigi si aggravò ancora di più. Pertanto, Coulomb ha deciso di allontanarsi da Parigi. Si trasferisce con la famiglia nella sua tenuta vicino a Blois. Qui lo scienziato trascorre quasi un anno e mezzo, in fuga da tempeste politiche. Coulomb visse nel villaggio fino al dicembre 1795. Il ritorno a Parigi è avvenuto dopo l'elezione di Coulomb a membro permanente del dipartimento di fisica sperimentale dell'Istituto di Francia, una nuova accademia nazionale. Quando esattamente Coulomb sia diventato un padre di famiglia non è chiaro. Si sa solo che la moglie della scienziata Louise Françoise, nata Desormo, era molto più giovane di lui. Ufficialmente, il loro matrimonio fu registrato solo nel 1802, anche se il primo figlio di Coulomb, dal nome del padre Charles Augustin, nacque nel 1790. Il secondo figlio, Henri Louis, nacque nel 1797. Dedica gli ultimi anni della sua vita all'organizzazione di un nuovo sistema educativo in Francia. Viaggiare per il paese ha finalmente minato la salute dello scienziato. Nell'estate del 1806 si ammalò di una febbre che il suo corpo non riusciva più a sopportare. Coulomb morì a Parigi il 23 agosto 1806. Lo scienziato ha lasciato un'eredità piuttosto significativa a sua moglie e ai suoi figli. In segno di rispetto per la memoria di Coulomb, entrambi i suoi figli furono assegnati a istituzioni educative privilegiate a spese pubbliche. Autore: Samin D.K.
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