Ўарль ќгюстен де улон
(15 листопада 1738 року - 25 серпн¤ 1822)
‘ранцузький ≥нженер ≥ ф≥зик один ≥з засновник≥в електростатики. ƒосл≥джував деформац≥ю крут≥нн¤ ниток, установив закони деформац≥њ. ¬инайшов (1784) крутильн≥ ваги ≥ в≥дкрив основний закон електростатики. ¬становив закони сухого терт¤.
‘ранцузький ф≥зик ≥ ≥нженер Ўарль улон дос¤г блискучих наукових результат≥в. «аконом≥рност≥ зовн≥шнього терт¤, закон крут≥нн¤ пружних ниток, основний закон електростатики, закон взаЇмод≥њ магн≥тних полюс≥в - усе це вв≥йшло в золотий фонд науки. " улон≥вське поле", "кулон≥вський потенц≥ал", нарешт≥, назва одиниц≥ електричного зар¤ду "кулон" м≥цно закр≥пилис¤ у ф≥зичн≥й терм≥нолог≥њ.
Ўарль ќгюстен улон народивс¤ 14 червн¤ 1736 року в јнгулем≥, що знаходитьс¤ на п≥вденно-заход≥ ‘ранц≥њ. …ого батько, јнр≥ улон, у св≥й час намагавс¤ зробити в≥йськову кар'Їру, до моменту народженн¤ сина став ур¤довим чиновником. јнгулем не був пост≥йним м≥сцем проживанн¤ родини улон≥в, ≥ через де¤кий час п≥сл¤ народженн¤ Ўарл¤ вс¤ родина перењхала в ѕариж.
ћати Ўарл¤, уроджена атрин Ѕаже, що походила з≥ знатного роду де —енак, хот≥ла, щоб њњ син став л≥карем. ¬иход¤чи з цього задуму, вона обрала в≥дпов≥дний навчальний заклад, що спочатку в≥дв≥дував Ўарль ќгюстен - олеж чотирьох нац≥й, в≥домий також ¤к олеж ћазар≥н≥.
ѕодальшу долю улона визначили под≥њ, що в≥дбулис¤ в житт≥ його родини. јнр≥ улон, що, скор≥ше за все, не волод≥в, серйозними зд≥бност¤ми у галуз≥ ф≥нанс≥в та торг≥вл≥, розоривс¤, пустивши св≥й кап≥тал в об≥г. ѕ≥сл¤ банкрутства в≥н був змушений вињхати з ѕарижа на батьк≥вщину, у ћонпельЇ, на п≥вдень ‘ранц≥њ. “ам проживало багато впливових родич≥в, що могли допомогти невдачливому ф≥нансисту. …ого дружина не побажала поњхати разом ≥з чолов≥ком ≥ залишилас¤ в ѕариж≥ разом ≥з Ўарлем ≥ його молодшими сестрами. ќднак юний улон недовго прожив разом ≥з мат≥р'ю. …ого ≥нтерес до математики наст≥льки зр≥с, що в≥н оголосив про р≥шенн¤ стати вченим. онфл≥кт м≥ж мат≥р'ю й сином призв≥в до того, що Ўарль залишив столицю ≥ перењхав до батька в ћонпельЇ.
узен батька - Ћу≥, що займав високе положенн¤ в ћонпельЇ, знав багатьох член≥в орол≥вського наукового товариства м≥ста. Ќезабаром товариству в≥н представив свого плем≥нника Ўарл¤. ” лютому 1757 року на зас≥данн≥ орол≥вського наукового товариства молодий аматор математики прочитав свою першу наукову працю "√еометричний нарис средньопропорц≥йних кривих". ќск≥льки робота отримала схваленн¤ член≥в товариства, то незабаром досл≥дник-початк≥вець був обраний ад'юнктом у клас≥ математики. Ќадал≥ улон брав активну участь у робот≥ товариства ≥ представив ще п'¤ть мемуар≥в - два по математиц≥ ≥ три по астроном≥њ. …ого ≥нтерес до астроном≥њ був викликаний спостереженн¤ми, ¤к≥ в≥н проводив разом з ≥ншим членом наукового товариства ћонпельЇ - де –аттом. Ўарль брав участь у спостереженн¤х комети ≥ м≥с¤чного затьмаренн¤, результати ¤ких в≥н ≥ представив у вид≥ мемуар≥в. ÷≥кавили улона ≥ теоретичн≥ питанн¤ астроном≥њ: одна з його роб≥т була присв¤чена визначенню л≥н≥њ мерид≥ана.
” лютому 1760 року поступив у ћез'Їрську школу в≥йськових ≥нженер≥в. Ќа його щаст¤ , у школ≥ працював викладач математики абат Ўарль Ѕоссю, що став згодом в≥домим ученим. «близившись з Ѕоссю п≥д час навчанн¤ в ћез'Їр≥ на п≥дстав≥ ≥нтересу до математики, улон прот¤гом багатьох рок≥в п≥дтримував з ним дружн≥ в≥дносини.
ўе одним важливим джерелом знань, що стали надал≥ у нагод≥ улону в його науков≥й робот≥, були лекц≥њ по експериментальн≥й ф≥зиц≥, що вл≥тку 1760 року почав читати в школ≥ в≥домий французький натурал≥ст абат Ќолле.
” листопаду 1761 року Ўарль зак≥нчив Ўколу й одержав призначенн¤ - у великий порт на зах≥дному узбережж≥ ‘ранц≥њ - Ѕрест. ѕот≥м в≥н потрапив на ћарт≥н≥ку. «а в≥сьмох рок≥в, проведених там, в≥н к≥лька раз≥в серйозно хвор≥в, але щораз повертавс¤ до виконанн¤ своњх службових обов'¤зк≥в. ’вороби ц≥ не пройшли без насл≥дк≥в. ѕ≥сл¤ поверненн¤ у ‘ранц≥ю улон уже не м≥г почувати себе зовс≥м здоровою людиною.
Ќезважаючи на вс≥ ц≥ труднощ≥, улон дуже добре справл¤вс¤ з≥ своњми обов'¤зками. …ого усп≥хи в справ≥ буд≥вництва форту на ћонт-√арнье були в≥дзначен≥ п≥двищенн¤м у чин≥: у березн≥ 1770 року в≥н одержав чин кап≥тана - на той час це можна було розгл¤дати ¤к дуже швидке просуванн¤ по служб≥. Ќезабаром улон знову серйозно занедужав ≥, нарешт≥, подав рапорт ≥з проханн¤м про переведенн¤ до ‘ранц≥њ.
ѕ≥сл¤ поверненн¤ на батьк≥вщину улон одержав призначенн¤ в Ѕушей. “ут в≥н завершуЇ досл≥дженн¤, почате ще п≥д час служби у ¬ест-≤нд≥њ. ’оча улон ≥з властивою йому скромн≥стю в≥дносив себе до "≥нших прац≥вник≥в", у д≥йсност≥ багато ≥дей, сформульован≥ њм у перш≥й же науков≥й прац≥, дотепер розгл¤даютьс¤ фах≥вц¤ми з опору матер≥ал≥в ¤к основн≥.
«а традиц≥Їю того часу навесн≥ 1773 року улон представив своњ мемуари у ѕаризьку академ≥ю наук. ¬≥н зачитав мемуари на двох зас≥данн¤х јкадем≥њ в березн≥ та кв≥тн≥ 1773 року. –обота була сприйн¤та схваленн¤м. јкадем≥к Ѕоссю, зокрема, писав:
"ѕ≥д ц≥Їю скромною назвою робота мсьЇ улона охопила, так сказати, всю арх≥тектурну статику... ¬сюди в його досл≥дженн≥ ми в≥дзначаЇмо глибоке знанн¤ анал≥зу неск≥нченно малих ≥ мудр≥сть у вибор≥ ф≥зичних г≥потез, а також у њхньому застосуванн≥. “ому ми думаЇмо, що ц¤ робота ц≥лком заслуговуЇ схваленн¤ јкадем≥њ ≥ г≥дна публ≥кац≥њ в «б≥рниках (роб≥т) ≥ноземних учених".
” 1774 роц≥ улона перевод¤ть у великий порт Ўербур. улон був рад цьому призначенню - в≥н вважав, що саме в портовому м≥ст≥ в≥йськовий ≥нженер може знайти найкраще застосуванн¤ своњм знанн¤м ≥ зд≥бност¤м. ” Ўербур≥, де улон служив до 1777 року, в≥н займавс¤ ремонтом р¤ду фортиф≥кац≥йних споруджень. ÷¤ робота залишала досить в≥льного часу, ≥ молодий учений продовжив своњ науков≥ досл≥дженн¤. ќсновною темою, ¤кий ц≥кавивс¤ в цей час улон, була розробка оптимального методу виготовленн¤ магн≥тних стр≥лок дл¤ точних вим≥р≥в магн≥тних полюс≥в «емл≥. ÷¤ тема була задана на конкурс≥, оголошеному ѕаризькою академ≥Їю наук.
ѕереможц¤ми конкурсу 1777 року були оголошен≥ в≥дразу двоЇ - шведський учений ван Ўвинден, що вже висував роботу на конкурс, ≥ улон. ќднак дл¤ ≥стор≥њ науки найб≥льший ≥нтерес представл¤Ї не глава мемуар≥в улона, присв¤чена магн≥тним стр≥лкам, а, глава, де анал≥зуютьс¤ механ≥чн≥ властивост≥ ниток, на ¤ких п≥дв≥шують стр≥лки. ”чений пров≥в цикл експеримент≥в ≥ установив загальний пор¤док залежност≥ моменту сили деформац≥њ крут≥нн¤ в≥д кута закручуванн¤ нитки ≥ в≥д њњ параметр≥в: довжини й д≥аметра.
ћала пружн≥сть шовкових ниток ≥ волосс¤ стосовно крут≥нн¤ дозвол¤ла зневажити виникаючим моментом пружних сил ≥ вважати, що магн≥тна стр≥лка в точност≥ випливаЇ за вар≥ац≥¤ми в≥дм≥нюванн¤. ÷е обставина ≥ послужило дл¤ улона поштовхом до вивченн¤ крут≥нн¤ металевих ниток цил≥ндричноњ форми. –езультати його досл≥д≥в були узагальнен≥ в робот≥ "“еоретичн≥ й експериментальн≥ досл≥дженн¤ сили крут≥нн¤ й пружност≥ металевих дрот≥в", зак≥нченоњ в 1784 роц≥.
артина деформац≥й, намальована улоном, звичайно, у багатьох своњх рисах в≥др≥зн¤Їтьс¤ в≥д сучасноњ. ќднак загальна причина виникненн¤ непружних деформац≥й - складна залежн≥сть сил м≥жмолекул¤рноњ взаЇмод≥њ в≥д в≥дстан≥ м≥ж молекулами - зазначена улоном правильно. √либину його ≥дей про природу деформац≥й в≥дзначали багато вчених XIX стол≥тт¤, у тому числ≥ так≥ в≥дом≥, ¤к “. ёнг.
ѕоступово улон усе сильн≥ше вт¤гувавс¤ в наукову працю, хоча не можна сказати, що в≥н байдуже в≥дносивс¤ до своњх обов'¤зк≥в в≥йськового ≥нженера. ¬ 1777 роц≥ улона знову перевод¤ть, тепер на сх≥д ‘ранц≥њ у невелике м≥стечко —ален. Ќа початку 1780 року в≥н уже в Ћ≥лл≥. ≤ скр≥зь улон знаходить можлив≥сть дл¤ проведенн¤ наукових досл≥джень.
” Ћ≥лл≥ улон прослужив недовго. «булас¤ його мр≥¤ - у перш≥й половин≥ вересн¤ 1781 року в≥йськовий м≥н≥стр оголосив про переведенн¤ улона в ѕариж, де в≥н повинний був займатис¤ ≥нженерними питанн¤ми, зв'¤заними ≥з сумно в≥домою фортецею-в'¤зницею Ѕастил≥Їю. 30 вересн¤ в≥н був нагороджений ’рестом —в. Ћюдовика. ¬иправдалис¤ ≥ його над≥њ, зв'¤зан≥ з ѕаризькою академ≥Їю наук. 12 грудн¤ 1781 року в≥н був обраний в академ≥ю по класу механ≥ки. ѕерењзд до столиц≥ означав не т≥льки зм≥ну м≥сц¤ служби та кола обов'¤зк≥в. ÷¤ под≥¤ привела до ¤к≥сноњ зм≥ни тематики наукових досл≥джень улона.
улон пров≥в цикл досл≥д≥в, у ¤ких вивчив найважлив≥ш≥ особливост≥ ¤вища терт¤. Ќасамперед, в≥н досл≥джував залежн≥сть сили терт¤ спокою в≥д тривалост≥ контакту т≥л. ѓм було встановлено, що в однойменних т≥л, наприклад, дерево - дерево, тривал≥сть контакту позначаЇтьс¤ незначно. ѕри контакт≥ р≥знойменних т≥л коеф≥ц≥Їнт терт¤ спокою зростаЇ прот¤гом дек≥лькох д≥б. улон також в≥дзначив так називане ¤вище застою: сила, необх≥дна дл¤ перекладу т≥л, що знаход¤тьс¤ в контакт≥, ≥з стану спокою в стан в≥дносного руху, значно перевершуЇ силу терт¤ ковзанн¤.
—воњми досв≥дами улон заклав основи вивченн¤ залежност≥ сили терт¤ ковзанн¤ в≥д в≥дносноњ швидкост≥ дотичних тел. ќсобливе значенн¤ роботи улона дл¤ практики пол¤гаЇ в тому, що при проведенн≥ експеримент≥в в≥н використовував велик≥ навантаженн¤, близьк≥ до тих, що зустр≥чаютьс¤ в реальному житт≥: њхн¤ маса доходила до 1000 кг! ÷¤ особлив≥сть досл≥джень улона обумовила довге житт¤ його результат≥в - дан≥ вим≥р≥в, що м≥стилис¤ в мемуарах "“еор≥¤ простих машин", використовувалис¤ ≥нженерами прот¤гом майже ц≥лого стор≥чч¤. ¬ област≥ теор≥њ заслуга улона складаЇтьс¤ в створенн≥ досить повноњ механ≥чноњ картини терт¤.
ƒо досл≥джень на цю тему в≥н повернувс¤ через дес¤ть рок≥в. ” 1790 роц≥ в≥н представив в академ≥ю мемуари "ѕро терт¤ у в≥стр¤ опори". ” ньому вчений досл≥джував терт¤, що виникаЇ при верт≥нн≥ й катанн≥.
ј в 1784 роц≥ улон зайн¤вс¤ питанн¤м про внутр≥шнЇ терт¤ в р≥дин≥. ”чений зум≥в дати його б≥льш повне р≥шенн¤ через багато рок≥в, у робот≥ 1800 року, що називалас¤ "ƒосл≥ди, присв¤чен≥ визначенню зчепленн¤ р≥дин ≥ закону њхнього опору при дуже пов≥льних рухах". ќсобливо ретельно улон досл≥джуЇ залежн≥сть сили опору в≥д швидкост≥ руху т≥ла. ” його досл≥дах швидк≥сть руху т≥ла вар≥юЇтьс¤ в≥д часток м≥л≥метра до дек≥лькох сантиметр≥в у секунду. ” п≥дсумку вчений д≥йде висновку, що при дуже малих швидкост¤х сила опору пропорц≥йна швидкост≥, при великих швидкост¤х вона стаЇ пропорц≥йноњ квадрату швидкост≥.
ƒосл≥дженн¤ крут≥нн¤ тонких металевих ниток, виконане улоном дл¤ конкурсу 1777 року, мало важливий практичний насл≥док - створенн¤ крутильних ваг. ÷ей прилад м≥г використовуватис¤ дл¤ вим≥ру малих сил р≥зноњ природи, причому в≥н забезпечив чутлив≥сть, безпрецедентну дл¤ XVIII стол≥тт¤.
–озробивши найточн≥ший ф≥зичний прилад, улон став шукати йому г≥дне застосуванн¤. ¬чений починаЇ роботу над проблемами електрики й магнетизму. …ого с≥м мемуар≥в представл¤ють реал≥зац≥ю вражаючоњ дл¤ XVIII стол≥тт¤ по широт≥ програми досл≥джень.
Ќайважлив≥шим результатом, отриманим улоном в област≥ електрики, було встановленн¤ основного закону електростатики - закону взаЇмод≥њ нерухомих точкових зар¤д≥в. ≈кспериментальне обірунтуванн¤ знаменитого "закону улона" складаЇ зм≥ст перших ≥ других мемуар≥в. “ам учений формулюЇ фундаментальний закон електрики:
"—ила в≥дштовхуванн¤ двох маленьких кульок, наелектризованих електрикою одн≥Їњ природи, назад пропорц≥йна квадрату в≥дстан≥ м≥ж центрами кульок".
” третьому мемуар≥ улон звернув увагу на ¤вище витоку електричного зар¤ду. ќсновним результатом стало встановленн¤ експоненц≥ального закону зменшенн¤ зар¤ду з часом. ” наступному, одному з найкоротших мемуар≥в сер≥њ улон розгл¤нув питанн¤ про характер розпод≥лу електрики м≥ж т≥лами. ¬≥н дов≥в, що "електричний флюњд поширюЇтьс¤ у вс≥х т≥лах в≥дпов≥дно до њхньоњ форми".
ѕ'¤т≥ ≥ шост≥ мемуари присв¤чен≥ к≥льк≥сному анал≥зу розпод≥лу зар¤ду м≥ж дотичними пров≥дними т≥лами та визначенню щ≥льност≥ зар¤ду на р≥зних д≥л¤нках поверхн≥ цих т≥л.
—тосовно до магнетизму улон намагавс¤ вир≥шити т≥ ж задач≥, що ≥ дл¤ електрики. ќпис експеримент≥в з пост≥йними магн≥тами складаЇ ≥стотну частину другого мемуара ≥ практично весь сьомий мемуар сер≥њ. ¬ченому вдалос¤ вловити де¤к≥ своЇр≥дн≥ риси магнетизму. ” ц≥лому, однак, сп≥льн≥сть отриманих улоном результат≥в в област≥ магнетизму набагато менше, н≥ж сп≥льн≥сть законом≥рностей, установлених дл¤ електрики.
“аким чином, улон заклав основи електро- й магн≥тостатики. ѓм були отриман≥ експериментальн≥ результати, що мають ¤к фундаментальне, так ≥ прикладне значенн¤. ƒл¤ ≥стор≥њ ф≥зики його експерименти з крутильними вагами мали найважлив≥ше значенн¤ ще ≥ тому, що вони дали в руки ф≥зик≥в метод визначенн¤ одиниц≥ електричного зар¤ду через величини, ¤к≥ використовувалис¤ в механ≥ц≥: силу й в≥дстань, що дозволило проводити к≥льк≥сн≥ досл≥дженн¤ електричних ¤вищ.
ќстанн≥й мемуар улона ≥з сер≥њ по електриц≥ й магнетизму був представлений у ѕаризьку академ≥ю наук у 1789 роц≥. ” грудн≥ 1790 року улон подав проханн¤ про в≥дставку. ” кв≥тн≥ наступного року його проханн¤ було задоволено, ≥ в≥н почав одержувати пенс≥ю в розм≥р≥ 2240 л≥вр≥в на р≥к, ¤ка, щоправда, через к≥лька рок≥в була значно зменшена.
ƒо к≥нц¤ 1793 року пол≥тична обстановка в ѕариж≥ ще б≥льш загострилас¤. “ому улон вир≥шив перебратис¤ подал≥ в≥д ѕарижа. ¬≥н разом ≥з родиною перењжджаЇ у св≥й маЇток б≥л¤ Ѕлуа. “ут учений проводить майже п≥втора року, р¤туючись в≥д пол≥тичних бурев≥њв.
улон жив у сел≥ до грудн¤ 1795 року. ѕоверненн¤ в ѕариж в≥дбулос¤ п≥сл¤ обранн¤ улона пост≥йним членом в≥дд≥ленн¤ експериментальноњ ф≥зики ≤нституту ‘ранц≥њ - новоњ нац≥ональноњ академ≥њ.
оли саме улон став с≥мейною людиною, нев≥домо. ¬≥домо лише, що дружина вченого Ћуњза ‘рансуаза, уроджена ƒезормо, була значно молодше його. ќф≥ц≥йно њхн≥й шлюб був зареЇстрований лише в 1802 роц≥, хоча перший син улона, названий на честь батька Ўарлем ќгюстеном, народивс¤ в 1790 роц≥. ƒругий син, јнр≥ Ћуњ, народивс¤ в 1797 роц≥.
ќстанн≥ роки житт¤ в≥н присв¤чуЇ орган≥зац≥њ новоњ системи осв≥ти у ‘ранц≥њ. ѕоњздки по крањн≥ остаточно п≥д≥рвали здоров'¤ вченого. ”л≥тку 1806 року в≥н занедужав лихоманкою, з ¤ким його орган≥зм уже не зм≥г справитис¤. улон помер у ѕариж≥ 23 серпн¤ 1806 року.
”чений залишив досить значну спадщину дружин≥ й синам. Ќа знак поваги до пам'¤т≥ про улона обидва його сини були над≥слан≥ та навчалис¤ у прив≥лейованих навчальних закладах за державний рахунок.
‘ранцузький ≥нженер ≥ ф≥зик один ≥з засновник≥в електростатики. ƒосл≥джував деформац≥ю крут≥нн¤ ниток, установив закони деформац≥њ. ¬инайшов (1784) крутильн≥ ваги ≥ в≥дкрив основний закон електростатики. ¬становив закони сухого терт¤.
