العالم الشهير شارل كولوم وأبرز إنجازاته

شارل كولوم

قدم شارل كولوم مجموعة من النظريات المرتبطة بالقوى والشحنات الكهربائية. وُلد كولوم في عام 1736 في مدينة أنغولم الفرنسية.
سُميت وحدة قياس الشحنة “كولوم” تكريمًا لإنجازاته الكبيرة في مجال الشحنات الكهربائية وقوى التنافر والتجاذب.
ساهم كولوم بنظريات بارزة في هذا المجال، وتوفي في باريس في 23 أكتوبر 1806.

ينتمي والديه إلى الطبقة الأرستقراطية في أنغولم، حيث كان والده يُدعى هنري كولوم ووالدته كاثرين باجيت.

انتقل والديه إلى باريس حيث درس الرياضيات والتحق بكلية الدول الأربع، ثم تابع دراسته في المدرسة العسكرية وتخرج من كلية الهندسة الملكية في مزيريس.
عمل كولوم في جزر الهند في مجال التصميم الإنشائي وميكانيكا التربة، وكان مسؤولًا عن بناء حصن بوربون ولكنه أصيب بالحمى في عام 1773.
عاد إلى فرنسا وبدأ دراسة الميكانيكا التطبيقية، وفي نفس العام قدم أوراقه المتعلقة بالستاتيك إلى أكاديمية العلوم، مستخدمًا مهاراته في التفاضل والتكامل.
أدهش العديد من العلماء بقدرته على تطبيق مناهج التفاضل والتكامل لحل مشكلات هندسية متعددة، مما أكسبه الجائزة الكبرى من أكاديمية العلوم.

اخترع كولوم جهازًا يسمى “توريسون بالاس”، الذي ساهم في قياس الشحنات الكهربائية الصغيرة بدقة.
كما ساعد في تقدير التجاذب والتنافر بين الشحنات الكهربائية المتفاعلة مخبريًا.
بفضل هذه البيانات، استطاع صياغة أحد أهم القوانين الكهروسكونية، المعروف بقانون كولوم.

يعبر قانون كولوم عن التفاعل بين الجسيمات المشحونة المختلفة الناتجة عن القوى المؤثرة عن بُعد.
ويعتمد مدى القوة على طبيعة الشحنات، سواء كانت متنافرة أو متجاذبة.
تتعلق القوى بين الشحنات بشحنة كل من الجسمين والمسافة الفاصلة بينهما، وقد قام كولوم بصياغة قانون يتعلق بذلك.
يعتمد هذا القانون على عدة عوامل تحدد شدة القوة، والتي سنتناولها معًا.
يُكتب قانون كولوم كالتالي: ق ك = (أ × ش1 × ش2) ÷ ف2.

تشير “ق ك” إلى القوة الكهربائية، والوحدة القياسية لها هي النيوتن.
أما “أ” فهي ثابت كولوم الذي يعطي دلالة على تأثير الوسط المحيط بالشحنات، حيث يتناسب مع السماحية الكهربائية لهذا الوسط.
وحدته هي نيوتن م2/ كولوم م2، بينما تشير “ش1″ و”ش2” إلى الشحنتين النقطتين اللتين يُراد قياس القوة بينهما.
سميت النقطية لأنها تدل على أن أبعاد الشحنات صغيرة جدًا مقارنة بالمسافة بينهما، مما يجعلها تبدو كأنها مركزة في نقطة واحدة.
أما وحدة قياس الشحنة، “ش1” و”ش2″، فهي الكولوم، بينما “ف” تشير إلى المسافة بين الشحنتين، ووحدتها هي المتر.

تعتبر الشحنة الكهربائية من الخصائص الأساسية للمواد المختلفة، حيث تحمل الإلكترونات شحنة سالبة وتكتسب البروتونات شحنة موجبة.

يحصل الجسم على شحنة متوازنة عندما يفقد أو يكتسب عددًا صحيحًا من الشحنات والإلكترونات.

تقاس الشحنة الكهربائية بالكولوم وفقًا للنظام الدولي للوحدات، حيث يعتبر الكولوم وحدة كبيرة نسبيًا.
ومع ذلك، غالبًا ما تحمل الأجسام شحنات أصغر، حيث يُحدد أن 1 كولوم يساوي 6.25 × 10^18 إلكترون.

تم طرد كولوم مع عائلته من الطبقة الأرستقراطية خلال اندلاع الثورة الفرنسية.
بعد ذلك، عاش في مدينة بلوا الفرنسية واستمر في أبحاثه العلمية، على الرغم من معاناته من أمراض مزمنة، وخاصة الحمى في عام 1796.
توفي كولوم في باريس في 23 أكتوبر 1806.