أسهم كولوم في الابتكار من خلال تقديم مجموعة من النظريات التي تربط بين القوى الكهربائية والشحنات الكهربائية. وُلد في عام 1736م بمدينة أنغولم في فرنسا.
يُشتق اسم وحدة قياس “كولوم” من اسمه، وذلك تقديراً لإسهاماته البارزة في دراسة الشحنات الكهربائية وقوى التنافر والتجاذب.
توفي كولوم في باريس بتاريخ 23 أكتوبر 1806م بعد أن ترك أثرًا كبيرًا في مجاله.
نشأة شارل كولوم
نشأ شارل كولوم في أنغولم بفرنسا، وكان لوالديه تأثير كبير على مسيرته العلمية.
ينتمي والديه إلى الطبقة الأرستقراطية، حيث كان والده يُدعى هنري كولوم واسم والدته كاثرين باجيت.
انتقلت العائلة إلى باريس، حيث درس كولوم الرياضيات والتحق بكلية الدول الأربع، بالإضافة إلى المدرسة العسكرية، حيث أنهى دراسته في كلية الهندسة الملكية بمزيريس.
عمل كولوم في جزر الهند في تصميم الإنشاءات وميكانيكا التربة، وكان مسؤولًا عن بناء حصن البوربون قبل أن يصاب بالحمى عام 1773م.
بعد عودته إلى فرنسا، بدأ دراسة الميكانيكا التطبيقية وقدّم أوراقه حول الاستاتيكا إلى أكاديمية العلوم، حيث أظهر مهارات متميزة في تطبيق التفاضل والتكامل.
حقق كولوم تقدماً كبيراً بفضل استخدامه لمناهج التفاضل والتكامل في حل المسائل الهندسية، مما مكنه من الفوز بالجائزة الكبرى من أكاديمية العلوم.
أهم إنجازات شارل كولوم
ابتكر كولوم جهازًا هامًا يُعرف باسم توريسون بالاس، الذي مكنه من قياس الشحنات الصغيرة جدًا بدقة.
كما أسهم ذلك في تقييم مدى التجاذب والتنافر بين الأجسام المشحونة في التجارب المخبرية.
استندت معلوماته على تلك القياسات إلى صياغة أحد أهم قوانين الكهروسكونية، وهو قانون كولوم الشهير.
قانون كولوم
يسمى هذا القانون نسبة إلى كولوم، ويتعلق بالتفاعل بين الجسيمات المشحونة، التي تُولد قوى عن بُعد.
يعتمد التفاعل على نوع الشحنات، سواء كانت متنافرة أو متجاذبة.
تعتمد القوى بين الشحنات على مقدار شحنة كل جسيم والمسافة الفاصلة بينهما. وقد وضع كولوم قانونًا خاصًا يوضح هذه العلاقة.
يعتمد القانون على عوامل مختلفة تحدد قيمة هذه القوى، وسنستعرض هذه العوامل معًا.
قانون كولوم: ك ك = (أ × ش1 × ش2) ÷ ف2.
شرح قانون كولوم
ترمز “ك ك” إلى القوة الكهربائية، والوحدة القياسية لها هي نيوتن.
أما “أ” فهو ثابت كولوم، والذي يعكس تأثير الوسط الذي تتواجد فيه الشحنات، ويقابله السماحية الكهربائية للوسط.
تبلغ وحدة القياس الخاصة بـ “أ” نيوتن م2/ كولوم م2، بينما “ش1” و “ش2” تشير إلى الشحنتين النقطتين للأسلاك.
تمت تسميتها بالنقطية لأن أبعاد الأجسام المشحونة صغيرة جدًا مقارنةً بالمسافة المتبادلة، مما يجعل الشحنة كما لو كانت مركزة في نقطة واحدة.
يتم قياس الشحنة بـ “ش1” و “ش2” بالكولوم، بينما “ف” تشير إلى المسافة بين الشحنتين، وحدة قياسها هي “م”.
وحدة قياس الشحنة
الشحنة الكهربائية تُعد من الخصائص الأساسية للمواد المختلفة، حيث تحمل الإلكترونات شحنات سالبة والبروتونات شحنات موجبة.
تتم عملية الشحن بشكل صحيح عندما يفقد الجسم أو يكتسب كمية سليمة من الشحنات والإلكترونات.
تُقاس الشحنة الكهربائية بالكولوم وفق النظام الدولي للوحدات، ويُعتبر الكولوم وحدة شحن كبيرة نسبيًا.
ومع ذلك، كثير من الأجسام تحمل شحنات أصغر من الكولوم، حيث يمثل 1 كولوم حوالي 6.25 × 10^18 إلكترون.
وفاة شارل كولوم
تعرض كولوم للطرد مع عائلته من الطبقة الأرستقراطية بسبب أحداث الثورة الفرنسية.
ثم انتقل للعيش في بلوا بفرنسا، حيث واصل أبحاثه العلمية، على الرغم من معاناته من أمراض مزمنة، أبرزها الحمى خلال صيف عام 1796م.
توفي بشكل نهائي عام 1806م في باريس، بتاريخ 23 أكتوبر.
