COULOMB.
I. Coulomb élete a franczia forradalom kitöréseig.
II. Az elektrométerek. – Elektromos sorok. – A megosztás elmélete. – Symmer elmélete.
III. Coulomb vizsgálatai.
IV. Coulomb nézetei a mágnesség mibenlétéről. – Működése a forradalom után. – Jelleme. – Halála.
I.
Coulomb élete a franczia forradalom kitöréseig.A TIZENNYOLCZADIK SZÁZAD vége felé az elektromosság tana, a mennyiben az úgynevezett dörzsölésbeli (statikai) elektromosságra terjedt ki, olyan két művelőre talált, kik elődeik munkálatait méltóan tetőzték be.
Eme fizikusok egyike COULOMB, ki vizsgálataival a statikai elektromosság alapelveit szilárd alapra fektette, a másika pedig VOLTA, kinek elég a nevét hallani, hogy a fizikának egy új korszaka jusson eszünkbe.
CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB 1736-ban Angoulème-ben született. Ősei a községtanács tagjai és városi tisztviselők valának.
Tanulmányait Párisban bevégezvén, már nagyon fiatal korában a műszaki csapatokba lépett. Először Martinique szigetén kapott alkalmazást, hol is a Bourbon-erődöt tervezte és építette. Kitünő tehetségeinek és megnyerő modorának köszönhette, hogy igen gyorsan előléptették, s mivel az általa betöltött állomásra nálánál alkalmasabb egyént nem találtak, még három évig kellett Martinique-ben maradnia, pedig az ottani éghajlat egészségére nagyon kedvezőtlen befolyással volt; tiszttársai majdnem mindannyian odavesztek. Midőn Francziaországba visszatért, várta, hogy kitartásáért méltó jutalomban fog részesülni, azonban időközben miniszterváltozás történvén,
az új emberekkel betöltött hivatalok a COULOMB érdemeivel nem sokat törődtek.
Ez időtől fogva majdnem kizárólag tudományos dolgokkal foglalkozott. Első értekezése, melyet a boltozatok statikájáról írt s 1776-ban az akadémia elé terjesztett, nevét a tudományos körökben csakhamar ismeretessé tette s ez által alkalma volt, hogy párisi rövid tartózkodása alatt több tudóssal megismerkedjék. 1777-ben a mágnestűk készítés-módja fölött végrehajtott vizsgálataiért az akadémiától már díjat is nyert.
1779-ben Rochefortba küldetett. Itt írta a Théorie des machines simples czímű művét. Az akadémia pályadíjat tűzött ki a legjobb műre, mely különös tekintettel a súrlódásra és a kötelek merevségére, az egyszerű gépek elméletét tárgyalná. COULOMB hozzáfogott a kérdés megfejtéséhez s elméleti vizsgálatait kísérletekkel kapcsolta össze; TOUCHE-TRÉVILLE, Rochefort parancsnoka, mindent elkövetett, hogy a nagyban végrehajtandó kísérletekhez a megkívántató eszközök COULOMB rendelkezésére álljanak. Fáradságát szép eredmény koronázta: nevezett művével az akadémia kettős díját nyerte el.
COULOMB Rochefortból, műszaki munkálatok vezetésére, Cherbourgba küldetett; két évvel később az akadémia tagjává egyhangúlag megválasztatott.
COULOMB-nak nyílt jelleme és becsületessége miatt nem sokára nagyon durva méltatlanságokat kellett eltűrnie s a kormánykörökben uralkodó korrupcziónak majdnem áldozatává lett.
A bretagne-i tartományban hajózási csatornákat terveztek s COULOMB mint királyi biztos megbízatott, hogy a csatornák terveit megbirálja. COULOMB a helyszínére utazván, azonnal fölismerte, hogy a csatornák tervei a magánérdekek szüleményei és hogy a várt előnyök a kivitel költségeivel semmiféle arányban sem állanak. COULOMB nézeteit egy hatalmas párt támogatta, minélfogva azok diadalt arattak s a csatornák építése elmaradt. Evvel COULOMB az államnak igen jó szolgálatot tett
s bizonyára jutalmat érdemelt volna, de a kiknek a csatornaépítés érdekükben feküdt, másképen gondolkodtak. Így esett meg, hogy COULOMB az alatt az ürügy alatt, hogy a tervek megbírálására és a véleményezésre a hadügyminiszternek, mint közvetetlen főnökének engedélyét ki nem kérte, börtönbe vettetett.
Midőn a fogságból kiszabadúlt, benyujtotta lemondását, mely azonban el nem fogadtatott, sőt ellenkezőleg, újra Bretagne-ba küldötték, hogy ott a terveket újból tanulmányozza. De COULOMB-ot a méltatlan bánásmód, melyet az imént kiállott, a legkevésbbé sem puhította meg s most is régi véleményét nyilvánította. A hatóságoknak végtére is engedniök kellett; hibájukat belátva, COULOMB-ot fényes ajánlatokkal akarták kiengesztelni, de ő ezeket visszautasította. Mindössze is csak egy ajándékot, egy másodperczeket mutató kitűnő zsebórát fogadott el, mely ajándéknak a későbbi kísérleteinél igen jó hasznát vette.
1784-ben COULOMB a francziaországi vízművek intendánsává, 1786-ban pedig a térképek őrévé (conservateur des plans et des reliefs) neveztetett ki. Az akadémia egy bizottságot küldött Angolországba, hogy ott a kórházügyet tanulmányozza; a bizottság egyik tagja COULOMB volt.
A forradalom kitörése idejében COULOMB ezredesi rangjáról s hivatalairól lemondott, minek következtében jövedelmei tetemesen leapadtak. Blois-i magányában csakis gyermekei nevelésével és tudományos vizsgálatokkal foglalkozott. Mielőtt ez utóbbiak ismertetésére áttérnénk, helyén lesz, hogy az elektromosság tanának FRANKLIN óta kivívott eredményeit ismertessük.
II.
Az elektrométerek. – Az elektromos sorok. – A megosztás elmélete. – Symmer elmélete.Az elektromos tüneményekre vonatkozó vizsgálatok FRANKLIN korszaka óta sok jelentős ténynyel gazdagították a fizikát,
bár az eredmények nem állanak arányban avval a rendkívüli mértékben megindúlt tudományos mozgalommal, melynek feladata az lett volna, hogy az elektromosság tanát úgy kísérleti, mint elméleti irányban fejleszsze.
Sok fizikus volt abban a hiszemben, hogy az elektromosság tanát valamely fontos ténynyel gazdagította, azonban az igazi haladást fölmutató búvárok száma csekély. Az utóbbiak között a már említett JOHN CANTON (szül. 1718. Stroud-ban Gloucestershire-ben, megh. 1772. Londonban) kiváló helyet foglal el. CANTON 1751-ben a Phil. Transactions-ban értekezést tett közzé arról, hogy miként lehet az aczélt egyedül a földmágnességgel megmágnesezni; neki köszönhetjük az első kísérleteket, melyek a víznek s egyéb folyadékoknak összenyomhatóságát bizonyították be; ugyancsak ő találta föl a róla elnevezett foszfort, azaz a kénkalcziumot.
Az elektromosság körül szerzett érdemei közül először is az elektrométerét említjük; ez volt az első készülék, melylyel az elektromosság intenzitását valóban meg lehetett mérni. CANTON finom fonalakra bodzabél vagy parafagolyócskákat függesztett föl. Midőn ezeket megelektromozta, a golyók szétváltak; az intenzitás mérésére a két fonál képezte szög szolgált.
Különben az ilyes elektrométer eszméje nem volt új. Úgy látszik, hogy GRAY volt az első, ki az elektromosság intenzitását valamely vezetőre fölfüggesztett fonál segítségével mérhetőnek vélte; DUFAY ezt a módszert 1733 óta tényleg használta. NOLLET két fonalat függesztett föl; a fonalak képezte szöget a fonalak árnyékán mérte; WAITZ már a fonalak végére súlyokat kötött;* ELLICOT és GRALATH a vonzást mérleggel akarták mérni.**
CANTON elektrométere után ehhez hasonló számos eszközt készítettek. A HENLEY, BENNET, LANE, LUDOLF, ACHARD stb. által szerkesztett elektrométerek lényegükben véve a CANTON-
* HOEFER, i. m. p. 271.
** POGGENDORFF, i. m. p. 875.éval megegyeztek s berendezésük elve miatt a CANTON-éval együtt nem annyira elektrométerek, mint inkább elektroskópok valának.
Az elektrométer, mint mérő eszköz, igen hasznos volt ugyan, de új elvet nem hozott a fizikába. Epen ezért sokkal jelentősebbeknek kell elismernünk CANTON-nak a kétféle elektromosságra vonatkozó vizsgálatait.
DUFAY s vele együtt a fizikusok legnagyobb része abban a nézetben volt, hogy az egyikféle elektromosságot csak bizonyos testek vehetik föl, azaz, hogy az elektromosság minősége a test anyagi minőségétől függ, minélfogva példáúl az üveg sohasem vehetett volna föl gyanta-elektromosságot. A FRANKLIN-féle elmélet hívei, kik csak egyféle elektromos fluidumot fogadtak el, vagyis az unitáriusok, DUFAY észleleteit a maguk nyelvére fordították s azt mondották, hogy valamely test kap-e vagy pedig veszít-e elektromosságot, az az illető test anyagi minőségétől függ.
CANTON ezt a téves nézetet alaposan megczáfolta. 1753. decz. havában végrehajtott kísérleteivel megmutatta, hogy a flanellel dörzsölt üveg elektromossága negatív, ha az üveg fölülete homályos; ellenben pozitív, ha az üveg ugyancsak flanellel dörzsöltetik, de a fölülete sima. Továbbá kimutatta, hogy ugyanaz az üveg a dörzsölőszer minőségéhez képest pozitív vagy negatív elektromossá válhatik. A későbbi fizikusok CANTON eredményeit igazolták és tetemesen kibővítették; így keletkeztek az elektromos sorok, azaz a különböző testek olyan sorozata, melyben bármely test az előtte levőkkel dörzsölve negatív, az utána következőkkel dörzsölve pedig pozitív elektromossá lesz. Az első elektromos sort WILKE állította föl a Dissertatio de electricitatibus contrariis, 1757. czímű iratában.
Az elektromos sorok feltalálása e korszak elvi fontosságú eredményeinek csak az egyike volt. A második eredmény, mely szintén CANTON kísérletei alapján fejlődött, a megosztási elektromosság feltalálása volt.
CANTON legfontosabb kisérlete a következő volt. Egy pár parafa golyót czérnaszálakra s egy másik párt selyemfonalakra függesztett föl s a megelektromozott üvegcsövet a golyóktól meglehetős nagy távolságba tette. Ekkor azt vette észre, hogy a czérnán függő golyók divergálnak, de a cső eltávolítása után ismét összeesnek. Ellenben a selyemszálakon függő golyók csak akkor divergáltak, ha a csövet közelebb vitte, azonban a cső eltávolítása után is bizonyos ideig szétválva maradtak.*
A föltűnésről, melyet ez a kísérlet keltett, fogalmat nyújtanak PRIESTLEY következő szavai: "A CANTON eredeti kísérletei a különböző körülmények között levő elektromos testek vonzásában és taszításában oly változatosságot mutatnak, hogy valamely varázserő hatásaihoz hasonlítanak, és ha csak valami kevés mesterséggel hajtattak végre, akkor valamennyi kísérlet között (melyek fény- és hangtünemények által nem kísérvék) egyet sem tudok, mely ilyes ámításra alkalmasabb volna. Ha azonban ama kísérleteket figyelmesen szemléljük, akkor valamennyi elektromos testnek egy nevezetes sajátságáról tanúskodnak melyet kellőleg nem értettek meg, míg végre WILKE és AEPINUS urak azt teljes világosságba helyezték." **
FRANKLIN elmélete nem volt képes a CANTON kísérleteiről számot adni. Maga CANTON úgy vélekedett, hogy a divergálás egyedül az üveget körülövező elektromos atmoszférának tulajdonítandó: a golyók az atmoszféra egy részét fölveszik s ezután eltaszítják egymást; a cső eltávolítása után a golyók az atmoszférából többé mit sem vehetnek föl, minélfogva a czérnaszálakon függő golyók, mivel a czérna elektromosságukat elvezeti, összeesnek, ellenben a szigetelő selyemszálakon függő golyók a fölvett elektromosságot egy ideig még megtartják.
Ez a magyarázat mindaddig tartotta magát, míg WILKE és AEPINUS a dolog lényegét föl nem ismerték.
* PRIESTLEY, i. m. p. 155.
** PRIESTLEY, i. h.WILKE 1732-ben Wismer-ben született; tanulmányait Göttingában és Rostockban végezte. Berlinben egyideig AEPINUS-szal közösen dolgozott. Stockholmban letelepedvén, mint a fizika tanára s az ottani akadémia tagja 30 éven át működött; meghalt ugyanott 1796-ben. WILKE vizsgálatai a fizika többi ágára is kiterjedtek; különösen híresek a fajhőre vonatkozók.
AEPINUS 1724-ben Rostockban született, hol is mint magántanár működött; később Berlinben tanított, végre Szentpétervárott a fizika tanárává lett s számos fontos hivatalt viselt. AEPINUS 1802-ben Dorpatban halt meg.
WILKE kimutatta, hogy a szigetelt könnyű testek az elektromos testekhez közelednek ugyan, de az utóbbiak eltávolítása után semmi elektromosság sem marad bennük. Ellenben ha a szigetelt testhez, addig, míg az elektromos test közelében van, egy másik könnyű testet közelítünk, ezt épen úgy vonzza, mintha maga is elektromos volna. Ha továbbá a szigetelt testhez, ismét míg az elektromos test közelében van, tűt közelítünk, akkor az elektromos test eltávolítása után a szigetelt testben az elektromos testével ellentett elektromosság marad.
Eme kísérletek által a megosztási elektromosság föl volt találva; azonban WILKE mindössze is csak azt következtette, hogy az elektromos atmoszférában levő testek az elektromos testével ellenkező elektromosságot vesznek föl.
AEPINUS a WILKE kísérleteit többféle változatban ismételvén, ugyanerre a meggyőződésre jútott. Később elvetették az elektromos atmoszféra hipothézisét; e helyett föltették, hogy az elektromosság hatásai bizonyos körön, az elektromos hatáskörön túl nem terjednek. Ők voltak az elsők, a kik – támaszkodva kísérleti eredményeikre – a leydeni palaczk megtöltését a megosztás elvével magyarázták. Ha ez a magyarázat helyes, akkor a sűrítő palaczkot vagy a sűrítő táblát akkor is meg lehet tölteni, ha a fegyverzetek között csak levegőréteg van. AEPINUS és WILKE megtették a próbát, s valóban, a levegőtáblának megtöltése épen oly jól sikerült, mint az üvegtábláé. Evvel
egyszersmind megczáfolták FRANKLIN-nak azt a nézetét, mely szerint a sűrített elektromosság mennyisége az üveg anyagi szerkezetétől függ.
Végre még FRANKLIN elektromos elméletének bukásáról akarunk szólani. DUFAY és a többi dualista szerint az üveg- és és a gyantaelektromosság minőségileg különböznek, FRANKLIN szerint a különbség csak az egyféle elektromosság különböző mennyiségében rejlik. CANTON, WILKE és AEPINUS kísérletei már nagyon megingatták FRANKLIN elméletét, azpnban a döntő csapást SYMMER mérte.
SYMMER-ről csak annyit tudunk, hogy a Royal Society tagja volt, s hogy egyszerre két pár selyemharisnyát viselt, egy pár fehéret s egy pár feketét.
E harisnyáknak az elektromosság történetében nevezetes szerepök jutott. SYMMER ugyanis azt tapasztalta, hogy a fehér és fekete harisnyák, ha egymásután veti le őket, ellentett elektromosságot vesznek föl, de semmi elektromosságot sem mutatnak, ha egyszerre veti le. Az ellentett elektromosságokat eleintén a harisnyák színének tulajdonította, azonban NOLLET kimutatta, hogy a különbség oka a harisnyák anyagi minőségében, nevezetesen a fekete festő anyagban rejlik, minek következtében SYMMER azt az elvet állította föl, hogy két, minőségileg különböző elektromos fluidum van, tehát tulajdonképen nem tett egyebet, mint hogy fölfrissíté DUFAY elméletét. S a mi DUFAY-nak nem sikerűlt, az SYMMER-nek még a FRANKLIN tekintélyével szemben is teljesen sikerült. A fizikusok túlnyomó része elfogadta a dualisták nézetét, mely mint hipothézis még ma is forgalomban van. Voltak ugyan még egyesek, mint példáúl az angol CAVALLO és az olasz CIGNA, kik a FRANKLIN elméletéhez állhatatosan ragaszkodtak; a híres PRIESTLEY a History and present state of electricity, Lond. 1767. czímű művében, melyet többszörösen fölhasználtunk, határozott pártállást nem foglalt.
SYMMER elméletének elterjedését nagy mértékben előmozdították a LICHTENBERG által feltalált elektromos poralakok,
melyek akkoriban úgy tekinttettek, mint az elektromosság minőleges különbségeinek nyilvánvaló bizonyságai. Evvel az unitárusok és a dualisták közötti harcz, az utóbbiak győzelmével véget ért.
III.
Coulomb vizsgálatai.Midőn COULOMB föllépett, az elektromos tünemények legfontosabb része már ismeretes vala, sőt a mint láttuk, az elméletük is, a mennyiben ez az elektromosság qualitatív hatásaira vonatkozik, ki volt fejtve.
GRAY feltalálta az elektromosság vezetését, DUFAY a kétféle nemét, FRANKLIN a leydeni palaczk elméletét és a légköri elektromosságot, CANTON az elektromos sorokat, WILKE és AEPINUS az elektromos megosztást. Csak egy hiányzott még, s ez az elektromosság mathematikai elmélete volt.
Igaz ugyan, hogy AEPINUS és CAVENDISH megpróbálták, hogy a kísérleti tények sokféleségét mathematikailag egybefűzzék, de törekvéseik hajótörést szenvedtek, hiányában oly eszköznek, mely számbeli törvények levezetésére alkalmas lett volna. Az akkori elektrométerek ezt a nevet alig érdemelték meg, s legfeljebb arra szolgálhattak, hogy az elektromos erők intenzitását összehasonlítani s bizonyos tágas határok között fölbecsülni lehessen. Mégis föl kell említenünk, hogy BÉNÉDICT DE SAUSSURE, a genfi híres fizikus, a légköri elektromosságra vonatkozó kísérleteit megkönnyítendő, egy sajátságos elektrométert szerkesztett, melynél a legnevezetesebb az, hogy a bodzabélgolyókkal ellátott finom fémdrótok divergálását tapasztalatilag megállapított skálával mérte. Eljárása ez volt: Egymáshoz teljesen hasonló két elektrométert szerkesztett; miután az első elektrométert megelektromozta s a drótok képezte szöget megmérte, összekötötte a másodikkal, minélfogva ez utóbbi az első elektromosságának felét átvette, ezután az elektromosság felét ismét az elsővel közölte s ezt az eljárást mindaddig foly-
tatta, míg a fonalak divergálása észrevehető volt. A fonalak képezte szöget mindegyik esetben följegyezvén, tapasztalati törvényt állított föl, a melynek segítségével az erőket megközelítőleg meghatározhatta.*
SAUSSURE a törvényét tökéletlen eszközzel vezetvén le, annak nagyon is hibásnak kellett lennie. A föladat megfejtése COULOMB-ra várt.
COULOMB már mechanikai első vizsgálatainál megszokta, hogy a számítások eredményeit pontos kísérletekkel ellenőrizze. Legfontosabb kísérletei, melyek tárgyunkat is legközelebb érdeklik, a fémfonalak rugalmasságára vonatkoztak. Kísérleteinek alapelve abban állott, hogy meghatározta azt az erőt, melylyel az elcsavart fonalak eredeti állapotukba visszatérnek.
COULOMB azt tapasztalta, hogy az ellenállás az elcsavarás ellen annál nagyobb, minél nagyobb maga az elcsavarás, föltéve, hogy ez a rugalmasság határain belül történik. S minthogy az ellenállás a hosszú fonalaknál igen csekély, belátta, hogy azt csekély erők igen pontos mérésére föl lehet használni. E végből a fonál végére egy vízszintes hosszú tűt erősített; ha a nyugalomba jött tűt bizonyos szöggel elcsavarta, az az eredeti helyzetébe visszatérni törekedett, minélfogva a tű vízszintes lengéseket tett. A lengések észlelt idejéből számítás által meghatározta azt az erőt, mely a tűt elcsavarta. Ez volt a COULOMB torziós mérlegének elve és berendezése.
Kísérleteinek sorozatából kitűnt, hogy a csavaró vagy sodró erő arányos a szöggel, melylyel a fonál elcsavartatott, továbbá arányos még a fonál-keresztmetszet sugarának negyedik hatványával és fordított viszonyban van a fonál hosszúságával, végre, hogy az erő függ a fonál anyagi minőségétől.
A kapott eredményeket felhasználta az elektromos vonzó és taszító erők pontos mérésére. E czélra a torziós mérleget a következőképen állította össze: Egy függélyes üveghenger
* HOEFER, i. m. p. 272.
tetejét közepén átlyukasztott lappal befödte s e fedőlapba vízszintes mutatóval ellátott fémpálczát úgy illesztett, hogy a pálczának a hengerbe nyúló gamójára [kampójára] finom fémdrótot lehetett erősíteni. A pálcza mutatója egy beosztott kör fölött csúszott, tehát megmutatta, hogy a pálcza s evvel együtt a drót hány fokkal csavartatott el. A drót alsó végére vízszintes, könnyű sellakpálczát s e pálcza végére ismét egy bodzabélgolyócskát erősített.
Egy második bodzabélgolyócskát szigetelő pálczára úgy állított föl, hogy, midőn a drót nem volt elcsavarva, a két golyó érintkezett. Az első golyócska vízszintes forgási síkjában egy második beosztott kör volt.
A kísérlet elején a két golyó érintkezett. Midőn a másik golyót megelektromozta, ez az elektromosságának egy részét átadta az első golyónak s ezt bizonyos számú fokra eltaszította. Az által, hogy a felső pálczát mutatóstul az ellenkező irányban forgatta, a két golyót bizonyos távolságokig egymáshoz közelíthette. Ekkor az elektromos taszító erő egyensúlyt tartott a csavaró erővel, mely erő arányos a drót összes elcsavarásával, tehát az alsó és felső csavarási szögek összegével.
COULOMB a golyók közötti távolságok és a csavaró erők közötti összefüggést keresvén, arra a nevezetes eredményre jutott, hogy az elektromos vonzások és taszítások az égitestek attrakcziójának törvényét követik, azaz fordított viszonyban vannak a távolság négyzetével. E törvénynyel az elektromosságot a távolság négyzetével fordított viszonyban ható erők csoportjába sorozta.
Néhány évvel COULOMB kísérletei után CAVENDISH hasonló eljárást alkalmazott, hogy egy ólomgolyó attrakczióját a Földével összehasonlítsa s ez által a Föld tömegét meghatározza.
COULOMB vizsgálatainak eredményei, melyeket legnagyobbrészt a torziós mérleggel ért el, a mondott fő eredményen kívül még a következők.
Meghatározta az elszigetelt vezetőkről bizonyos idő alatt
szétszóródó elektromosság mennyiségét s a következő törvényt találta: Ha az idő számtani arányban növekszik, az elszigetelt vezető elekromossága mértani arányban fogy. Ide vonatkozó kísérletei segítségével azt is meghatározhatta, hogy milyen szigetelőket kell alkalmaznunk, ha az elektromosságot a lehető legnagyobb mennyiségben akarjuk megtartani.
Kísérleti úton kimutatta, hogy az elektromosság a vezetőkben nem valami chemiai rokonság, hanem csupán csak a repulzív [taszító] erők hatása miatt terjed.
Egészen önállóan s öntudatosan megmutatta, hogy az elektromosság a vezetőknek csak a fölületén terjed el, s ezt a kísérleti eredményt, a taszítás törvényére támaszkodva, számítás által is igazolta. Azonban a szigetelőkre nézve azt találta, hogy az elektromosság azok belsejébe is behatol.
A megosztásra vonatkozólag arra az eredményre jutott, hogy a megosztási elektromosság mennyisége, különben egyenlő körülmények között, egyenes arányban van a megosztó elektromosság mennyiségével.
Eme kísérleti és elméleti vizsgálatok alapján konstatálhatta, hogy az elektromosság a testek körül nem képez valami atmoszféra-félét, s az elektromos vonzások és taszítások egyedül az elektromosság távolságba ható erejének tulajdonítandók. Továbbá érvényt szerzett a dualistikus felfogásnak, mely szerint a testek közönséges állapotukban a kétféle elektromosságból egyenlő mennyiségeket tartalmaznak, s a két fluidum szétválasztása dörzsölés által történik.
Végre az eredmények arra képesítették, hogy megvizsgálhassa, mily módon terjed szét az elektromosság mennyiség tekintetében az elszigetelt vagy pedig más (elektromos testek közelében levő) vezetők fölületén. COULOMB észleletei voltak alapja amaz analizises híres vizsgálatoknak, melyekkel POISSON 1811 és 1824-ben az elektromosság eloszlódását a vezetők fölületén meghatározta. Igaz ugyan, hogy POISSON vizsgálatai az elektromosság mivoltára új fényt nem derítettek,
azonban az e téren végrehajtandó további vizsgálatok útját törték, a mi ismét COULOMB eredményei nélkül nem lett volna lehetséges.
COULOMB-nak a mágnesség terén szerzett érdemei nem kevésbbé jelentősek.
Mindenekelőtt kísérletileg kimutatta, hogy minden test alá van vetve a mágnesek hatásainak, s ez által megdöntötte a régi felfogást, mely szerint a mágneseknek csak a vasra vagy vas-tartalmú kövekre van hatásuk. Kíserleteit a következőképen rendezte be: Két erős aczélmágnes különnevű sarkait egymásfelé fordította s a két sark közé á megvizsgálandó tű- vagy henger-alakú testet egyszerű kokonszálra [selyemszálra] függeszté; a mágnesek sarkai a test végeitől 2–3 milliméternyire állottak. Az eredmény mindegyik esetben az volt, hogy a testek a mágnessarkok irányában helyezkedtek el.* COULOMB az ily módon fölfüggesztett testek lengési idejéből a reájuk ható mágneses irányító erőket is meghatározta.
COULOMB a mágnesek vonzási és taszítási törvényeit is levezette. E czélra a torziós mérlegben a fémdróton függő vízszintes sellakpálczát mágnestűvel helyettesíté, s megvizsgálta, hogy egy másik mágnesnek sarkai mily hatást gyakorolnak a tűre. Itt is ugyanazt a törvényt találta, mint az elektromosságnál; a vonzó vagy taszító erő egyenes arányban van a mágnesek intenzitásával s fordított viszonyban van a távolság négyzetével.
BIOT a birtokába került kéziratok alapján fölemlíti,** hogy MAYER TÓBIÁS, a híres csillagász, szintén levezette a mágneses
* FISCHER fölemlíti (i. m. VIII. p. 875), hogy COULOMB kísérleteinél aranyat, ezüstöt, rezet, czinnt, ólmot, üveget és többféle fát használt, s e testek mindegyike alá volt vetve a mágnesek hatásainak. Azonban, mint FARADAY kísérleteiből kitűnt, eme testek némelyike diamágneses, azaz a mágnesek által taszíttatik, tehát feltűnő, hogy COULOMB vonzást tapasztalt. Taszítást nem észlelhetett; ehhez a mágnesei nagyon gyengék valának.
** Biographie universelle; Mélanges, III. p. 102.vonzások törvényeit, de sokkal körülményesebb úton, mint COULOMB. MAYER a dolgozatát nem publikálta.
COULOMB az említetteken kívül még sok ténynyel gyarapította a mágnesség tanát. Így példáúl kimutatta, hogy az aczélt csak bizonyos határig lehet megmágnesezni, mely határon túl az intenzitása nem növekszik; továbbá kimutatta, hogy a Földnek a mágnesekre gyakorolt irányító ereje épen akkora az északi, mint a déli irányban; végre, hogy az egyenlő szerkezetű és hasonló alakú mágneseknél az irányító erők úgy viszonylanak egymáshoz, mint a megfelelő méretek köbei, föltéve, hogy mind a két mágnes a telítésig van megmágnesezve. *
COULOMB-nak köszönhetjük azt a törvényt is, a mely szerint a mágnesség a rudakban és tűkben el van oszolva. A megvizsgálandó mágnest függélyesen fölállította s egy kokonszálra fölfüggesztett kicsiny mágnestűt a mágnes különböző pontjai közelében lengetett. Ekkor azt tapasztalta, hogy a mágneseknek a lengési számok négyzetével mért intenzitása végükön a legnagyobb s a középük felé gyorsan fogy, a középen a mágnességnek nyoma sincs. Az intenzitások változásának törvényeit rajzban is előtüntette.
Végre még csak azt akarjuk fölemlíteni, hogy COULOMB a mesterséges mágnesek készítésére kitünő módszert, az úgynevezett kettős vonás módszerét találta föl. Ezt a módszert jelenleg is használjuk, ha a mágnesezésre nem elektromágneseket használunk. COULOMB különböző hosszúságú aczéllemezeket mágnesezett meg, ezeket egymásra rakta és sárgarézgyűrűkkel összeszorította. Az így készített mágnesnyaláb intenzitása a rudakét nagy mértékben fölülmúlta.
Mindezeket a szép eredményeket COULOMB azért hozhatta létre, mivel a pontos észleleteket mathematikai spekuláczióval kellőképen összekapcsolni tudta. Ezen az úton haladva az elektromosság és a mágnesség elméletének alapját vetette. Az igazi
* FISCHER, i. m. VIII. pp. 883, 884.
mathematikai szellem mindegyik elődjénél, ki az elektromosság tüneményeivel foglalkozott, hiányzott; COULOMB, mint spekuláló természetbúvár, még híres kortársát, VOLTA-t is jóval fölűlmúlta. Az elektromosság története is világosan kijelöli a fizika valódi módszerét; az elektromosság tana COULOMB föllépéséig kísérleti eredményekben igen gazdag volt ugyan, de nem volt senki, ki az egészet alapos elméleti rendszerré kidolgozta volna, minélfogva COULOMB föllépését az elektromosság történetében korszakalkotónak méltán nevezhetjük.
IV.
Coulomb nézetei a mágnesség mibenlétéről. – Működése a forradalom után. – Jelleme. – Halála.Említettük, hogy COULOMB dualista volt. Az elektromosságra vonatkozó nézeteit a mágnességre is kiterjesztette. Szerinte a nem mágneses vasban vagy aczélban két ellentett mágneses fluidum van, melyek a mágnesezés alkalmával szétválasztatnak és az aczélnak coërcitiv ereje által szétválasztva tartatnak. Minthogy COULOMB vizsgálataiban kitűnt, hogy a mágnesség a rudak végei felé van konczentrálva, COULOMB hipothéziséből az következnék, hogy a közepén széttört mágnes két darabjának mindegyikében csak egy egyféle fluidum van; ez azonban a tapasztalással teljesen ellenkezik, mert a hány darabra törünk valamely mágnest, ugyanannyi új mágnest kapunk. COULOMB ezt az ellenmondó tényt az által hozta hipothézisével összhangba, hogy föltette, miszerint minden mágnes elemi mágnesekből áll, a melyek egynevű sarkaikkal ugyanazon irány felé fordítvák s emez egynevű sarkok összhatása miatt keletkezik a mágnesi polaritás; a mágnes eltörése után az elemi mágnesek helyzetüket nem változtatván meg, az egynevű sarkok összhatása következtében két új sark keletkezik.
A XVIII-ik század végén a mágnesi hipothézisek ép oly bőven termettek, mint az elektromosak, de tudományos értékkel
annál kevésbbé dicsekedhettek. A legészszerűbbek még azok, melyek a COULOMB-éval rokonságban voltak. Ezek közül sokáig tartotta magát az a hipothézis, mely szerint a mágnesek elemi mágnesekből állanak, a nem mágneses vasban az egyes elemek össze-vissza vannak hányva, a mágnesezésnél az elemek rendbe szedődzködnek. Az a tapasztalati tény, hogy a mágnesezésnél az ütések és rázkódtatások a mágnesség fölvételét elősegítik, ama föltevésnek különösen kedvezett. AMPÈRE fölfedezései mindezeket a hipothéziseket megingatták; az elektromosság és mágnesség kölcsönhatásai AMPÈRE elmélete szerint oly tisztán nyilvánulnak, hogy a mágnesi tüneményeknek külön mágnesi hipothézisek alapján való tárgyalása jelenleg már csak a német tankönyvek megszokott formaságaiból ered. (*)
Különben is COULOMB dicsősége nem hipothézisek felállításában áll. COULOMB főérdeme az, hogy az elektromos és mágneses tüneményeket elméleti alapra vezette vissza s ez által a további elméleti vizsgálatok kapuját feltárta. Az elektromosság és mágnesség mathematikai elmélete az ő vizsgálataival kezdődik.
A párisi tudományos akadémia a forradalomban föloszolván, a forradalom után az összes akadémiák az Institut-ben egyesültek. COULOMB ez intézet megalakítása óta annak tagja volt. Később kineveztetett a közoktatásügy főfelügyelőjévé, mely állás az oktatásügy terén a legelőkelőbb volt. Ezt a tisztét épen annyi jósággal mint szigorú igazságossággal töltötte be.
BIOT a COULOMB jelleméről így nyilatkozik: "Mindazok, kik COULOMB-ot ismerték, tudják, hogy szívjósága mennyire enyhíté jelleme komolyságát, s azok, kik oly szerencsések valának, hogy tudományos pályájuk kezdetén vele érintkezhettek, jóakaratát a leggyöngédebb emlékül őrizték meg." *
Családi viszonyai igen szerencsések valának.
* Mélanges, III. p. 103.
(*) A fizika jelen állásában igenis beszél "elemi mágnesekről" és egyformán mágnesezett tartományokról, de ezeket az atomszerkezettel nem akarja szemléletesen magyarázni. [NF]COULOMB 1806. aug. 23-án 70 éves korában, Párisban halt meg.
Az akadémia és az Institut emlékirataiban megjelent számos értekezésem kívül külön kiadásban még a következő műve jelent meg: Recherches sur les moyens d'executer sous l'eau toutes sortes de travaux hydrauliques sans employer aucun épuisement, Paris 1779. Utolsó értekezése a hőről két évvel halála előtt jelent meg. A Théorie des machines simples 1820-iki új kiadása három értekezésével (a surlódásról, a csavarási erőről s a fémfonalak szilárdságáról, az emberek erejéről) bővíttetett.
Irodalom.
DESESSART, Les siècles littéraires de la France.
Biogr. univ. des Contemporains.
QUÉRARD, La France littéraire.
Mém. de l'Institut, VII.
Biogr. universelle.
Nouv. Biogr. générale.