قانون كولوم في الفيزياء
شارل أوغستان دي كولوم
شارل أوغستان دي كولوم هو عالم الفيزياء الفرنسيّ الشهير ولد في شهر حزيران من عام 1736م، واهتم في العديد من المجالات؛ ومنها: الكهروسكونيّة والمغناطيسيّة، واكتشف قانوناً خاصّاً بحساب الشحنات الكهربائيّة سمّي باسمه، وهو قانون كولوم الشهير؛ ويرتبط هذا القانون بالقوى الموجودة بين الجسيمات المشحونة، كما وضع برهاناً لقانون نيوتن للتربيع العكسيّ، واخترع ميزاناً آلياً، وصمم بوصلة تعتمد على مبدأ آلي في عملها.
شغل شارل كولوم العديد من المناصب؛ ومنها: رئاسة المعهد الفرنسيّ لمدة خمس سنوات قبل وفاته في عام 1806م، وكان لاكتشافاته في الفيزياء أثر كبير في المرحلة الانتقاليّة التي حدثت ضمن هذا المجال؛ حيث كان لبحوثه العلميّة دور كبير في نقل مبادئ الفيزياء من الكتابة والقوانين المصفوفة على الورق إلى التجريب وأرض الواقع.
قانون كولوم
في عام 1784م درس العالم شارل كولوم أوّل قياسات كميّة على القوة الكهروستاتيكيّة الموجودة بين أي جسمين مشحونين، واستخدم الميزان الآلي الذي اخترعه في إجراء تجاربه، ووضع العوامل التي تعتمد عليها القوة الموجودة بين أي جسمين مشحونين، واستخدم كرات صغيرة تحمل شحنة في تجاربه، ووضعها على أبعاد كبيرة، وأكبر من أنصاف أقطارها.
ومن خلال إجراء هذه الدراسات والتجارب المختلفة تمكّن العالم كولوم من استنتاج أنّ القوة الكهربائيّة بين أي شحنتين نقطيتين تتناسب تناسباً طردياً مع مقدار الشحنة الكهربائيّة، وعكسياً مع مربّع المسافة الواقعة بينهما، ويعد هذا القانون مشابهاً لقانون التربيع العكسيّ الذي اكتشفه العالم إسحق نيوتن، والذي يوضّح الجاذبيّة الكونيّة؛ لذلك يمكن إطلاق اسم (قانون التربيع العكسي لكولوم) على قانون كولوم، كما يمكن استخدام قانون كولوم في إجراء الاشتقاقات لقانون جاوس، والعكس صحيح.
نص قانون كولوم
ينصّ قانون كولوم تحديداً على أنّ القوة الكهربائيّة المتبادلة بين أي جسمين مشحونين أو شحنتين نقطيتين توجد بينهما مسافة، تتناسب تناسباً طردياً مع مقدار كل من هاتين الشحنتين، وعكسياً مع مربّع المسافة الواقعة بينهما، وعند اتّباع القانون يجب الانتباه لتعويض قيمة الشحنتين دون تحديد الإشارة؛ حيث يجب أن تكتب الشحنة السالبة بقيمتها فقط دون وضع الإشارة السالبة، ويجب إيجاد اتجاه القوة بعد الانتهاء من تطبيق المعادلة، ويعبر عن القانون رياضياً بـ:
القوة المتبادلة = ثابت×(ش1×ش2)/مربع المسافة.
وحدة الشحنة
لم يتمكّن العالم شارل كولوم من تحديد وحدة الشحنة عند إجراء تجاربه المختلفة، واكتشفها العلماء الذين ساروا على خطى العالم كولوم وأجروا تجارب مختلفة على خصائص قوى التجاذب الكهروستاتيكي، وأطلقوا عليها اسم كولوم نسبةً للعالم شارل كولوم الذي كان له إسهام كبير في هذا الاكتشاف.