COULOMB Elektrikle Canlandı!

COULOMB Elektrikle Canlandı!

2
PAYLAŞ
Charles Coulomb
Charles Coulomb

Coulomb 1736’da Fransa’da Angouleme’de doğmuştur. Babası, Henry Coulomb annesi, Catherine Bajet’tir. Babası Henry Coulomb askerliğini bitirdikten sonra devlette idarecilik işi için, Inspecteur des Domaines du Roi’ye (Kraliyet Bölgesi Müfettişliği) atanmıştır.

 

Henry Coulomb kraliyet topraklarının müfettişi olarak, sarayın işleri dolayısıyla farklı yerlere gönderilebiliyordu. Bundan dolayı Charles Coulomb henüz daha çocukken babası iltizam usulüyle vergi toplama işiyle ilgilendiği için aile Paris’e taşındı. Coulomb, Paris’de Collège des Quatre-Nations‘da okumuştur.

Collège des Quatre-Nations
Collège des Quatre-Nations

Bu okula gitmesinin nedenleri arasında annesinin, Charles‘ın doktor olmasını isteği vardır. On yaşından on beş yaşına dek College des Quatre Nations‘a gitmiştir. Bu okul Kardinal Mazarin’in 1661‘de ölümünden sonra vasiyeti üzerine kurulmuştu ve matematik alanında da marka olmuştu. Charles ayrıca College Royale de France’da matematik dersleri almaya başladı. Pierre Charles Monnier’den matematik derslerini alması onun zaten annesinin isteğiyle gitmek zorunda kaldığı tıp eğitimini bırakmasına neden oldu ve onu matematikçi olma isteğine sürüklemiştir. Babasının izniyle 1759 tarihinde Paris’e dönmüştür. Amacı Mézières’teki askeri okul giriş sınavlarına girmek ve başarılı olmaktır ve bundan dolayı Abbot Camus tarafından yönetilen hazırlık enstitüsüne girmiştir. Coulomb 1761’de askeri okulu bitirmiştir. 3 yıl kadar Britanya’da çalıştı ve 1764 yılında Coulomb Martinique’ye göreve gönderilmiştir. Martinique’ye gönderilmesinin nedeni Fort Bourbon’un inşasında görev almasıydı ve Coulomb Martinique’da tam 8 yıl çalıştı.

Fort Bourbon
Fort Bourbon

Burada Yüzbaşı ünvanı kazanan Coulomb, Martinique’dan döndükten sonra La Rochelle’de çalışmaya başladı. 1789’da Fransız Devriminin patlak vermesinden sonra Coulomb istifa edip emekli olmuştur. Bu arada kendisi Ulusal Enstitünün ilk üyelerindendir. Emekli olduktan sonra ölçüm birimleriyle ilgili olarak tekrar göreve çağırıldı ancak zaten sağlığı yerinde olmadığından dört yıl sonra Paris’te hayata gözlerini yummuştur.

La Rochelle
La Rochelle

18. yüzyılda elektrik hakkında pek çok şey bilinmediğinden, çoğu bilim adamı sürtünme prensibiyle çalışan elektrik makinaları ve leyden şişeleri ile deneyler yapıyorlardı. Alessandro Volta elektrik bataryası üzerine deneylerine devam ediyordu ve bununla birlikte hiç kimse elektrik yük miktarını, elektriksel itme ve çekme kuvvetini ölçmenin yollarını bulamamıştı. Bunun sonucunda ise elektriğin özelliklerine ilişkin yasalar formüle edilemiyordu. Elektriğin özelliklerini formüle etme çabasına giren ilk bilim adamı Henry Cavendish’tir. Fakat kullandığı aletlerin pek hassas olmamasından dolayı ölçümlerinde başarılı sonuçlar elde edememiştir. Cavendish bu konuda Coulomb’un daha sonra ulaşacağı sonuçları elde etmiş ancak Cavendish yaşamı boyunca hiçbir bulguyu yayımlamamıştır. Cavendish’in bulgularını ölümünden sonra James Clerk Maxwell yayımlanmıştır. Elektriğin bilimsel bir dal olarak gelişmesine önemli katkıları olan bu buluş ise Coulomb‘un adıyla anılmaya devam etmektedir. Coulomb tabi ki sadece elektriğin nicelerini ölçme çalışmasıyla yetinmemiş 1777 yılında denizcilikte kullanılacak üstün bir pusula yapmak amacına yönelik çalışmalarının ürünü olarak burulmalı tartı adını verdiği hassas bir ölçü aygıtı geliştirmiştir ve geliştirdiği burulma terazisi ile 1871 yılında Fransız Bilimler Akademisi‘ne seçilmiştir.

Burulma Terazisi
Burulma Terazisi

Bu aletle ölçümlerine başlayan Coulomb elektrik yüklü iki metal küre arasındaki çekme veya itme kuvvetinin aralarındaki uzaklıkla nasıl değiştiğini keşfetti, birçok şekilde ölçümler yaptı ve bu ölçümlerin sonucunda yani buna deneme yanılma yöntemi de diyebiliriz, kuvvetlerin kürelerin arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olduğunu buldu.

Coulomb Yasası
Coulomb Yasası

Bulduğu sonuç Newton’un yer çekimi kanunu ile de örtüşüyordu. Ayrıca Coulomb burulma terazisi yapmakla kalmadı bu aleti örnek alarak burulma terazisine benzer bir alet üretti ve bu aletle 1760 yılında Johann Tobias Mayer tarafından kanıtlanmış olan bu yasayı manyetik kutuplar için yeniden doğruladı. Coulomb‘un diğer önemli çalışmalarından biriside değişik biçimlerdeki cisimler üzerinde elektrik yükünün nasıl dağıldığını araştırmasıdır. Bu araştırmalarının devamı olarak elektrik ile yüklü iletken bir cismin sadece yüzeyinde elektrik yükünün var olduğunu kanıtladı. Bu çalışmaların sonucunda Coulomb ismi, onu onurlandırmak adına elektrik yük miktarı birimi olarak kullanılmıştır. Coulomb’un elektrik ve manyetizma ile ilgilenmesi 1777’de pusula üzerine çalışması ile başladığını söylemiştik ancak Coulomb 1780’lerde sürekli olarak bu konu üzerinde çalışarak bu alanda, ilk altısı elektrik, sonuncusu da manyetizma ile ilgili olmak üzere yedi önemli makale yayımladı. Bu makalelerin sonucunda Coulomb yasasının temelleri yatmakta ve bu makaleler Coulomb yasasını oluşturmaktadır. 1787 – 1790 arasında yayımlanan dört makalesinde, elektrik yükün etrafa sızması, iletken ve yalıtkanlar, elektrostatik yük dağılımı gibi konular bulunuyordu. Coulomb, sızan elektrik yükünün mevcut yüke ve zaman orantılı olduğunu gösterdi,  yük sızmasının açıklamasını da yan yana duran moleküller arasındaki yük paylaşılması olarak yaptı. Coulomb bir cisimdeki yük dağılımının yalnızca geometrik konuma ve üzerlerindeki benzer işaretli yüklerin birbirlerine itmesine dayandığını, iletkenlerde ise statik elektrik yükün yalnızca yükün yüzeyinde bulunduğunu gösterdi ve bulduğu bu deneysel sonuçları kuramsal olarak da kanıtlamaya çalıştı ancak başarılı olamadı. Başarılı olamadı ama Coulomb’un deneysel çalışmaları, Poisson’un 1811’de elektrostatik kuramını geliştirmesini sağladı. Son olarak Coulomb 1791’de yayımladığı bir makalede ise, ilk defa 1777’de ele aldığı ve çalışmalarını yaptığı manyetizma kuramına birkaç eklemeyle son halini kazandırdı. Bu ekleme, mıknatıslanmanın molekül düzeyindeki manyetik kutuplaşma nedeniyle ortaya çıktığıydı. Coulomb’un bu çalışması Biot, Poisson ve Ampere’in araştırmalarına öncülük etmiştir.

bilim-adamlari-charles

Cavendish ile birlikte 18. yüzyılın en önde gelen iki fizikçisinden biri olarak kabul edilen Coulomb, Newton mekaniğini fiziğin yeni alanlarına uygun bir şekle getirmesinin yanı sıra, deneysel çalışmalara da çok önem vermiş ve bu önemini de vurgulamıştır. Onun için, matematiksel analiz ve deneysel gözlem birbirlerinden üstün değildir. Hatta bu düşüncesini de çalışmalarıyla kanıtlamıştır. Coulomb her ikisinden de yararlanarak 19. yüzyıl başlarında Fransa’daki Fizik Rönesansı’nın öncülüğünü yapmıştır.

Yazan: Ahmet Anıl ŞENGÜN

Mayıs 2016