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库仑 法国工程师、物理学家查利·奥古斯丁·库仑

更新时间:2024-01-25 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

早年就读于梅克斯工程学院。 离开学校后,他加入皇家军事工程师队担任工程师。 法国大革命期间,库仑辞去一切职务,前往布卢瓦潜心科学研究。 法国皇帝统治时期,他回到巴黎,成为新成立的学院的成员。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1773年,他发表了一篇关于材料强度的论文。 他提出的计算物体应力和应变分布的方法至今仍在使用,是结构工程的理论基础。 1777年,他开始研究静电和磁问题。 当时,法国科学院悬赏改进导航罗盘中的磁针。Nur物理好资源网(原物理ok网)

库仑认为,如果将磁针安装在轴上,必然会产生摩擦,因此他提出用细毛或丝线来悬挂磁针。 在研究过程中,他发现扭转钢丝时产生的扭矩与针旋转的角度成正比。 这种装置可以用来测量静电力和磁力的大小,这促使他发明了扭力秤。 1779年,他分析了摩擦并提出了关于润滑剂的科学理论。 还设计了一种水下操作方法库仑,类似于现代沉箱。 1785年至1789年,他利用扭力天平测量静电力和磁力,并导出了著名的库仑定律Nur物理好资源网(原物理ok网)

库仑1736年6月14日出生于法国昂古莱姆。库仑家庭富裕,青少年时期受到了良好的教育。 后来他在巴黎军事工程学院学习,毕业后在西印度群岛的马提尼克皇家工程公司工作。Nur物理好资源网(原物理ok网)

电是物理学的一个重要分支。 在它的发展过程中,许多物理学巨人做出了杰出的贡献。 法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑是最有影响力的物理学家之一。Nur物理好资源网(原物理ok网)

克劳修斯1822年出生于普鲁士科斯林,母亲是一位女教师,家里有很多兄弟姐妹。 高中毕业后,他考入哈勒大学,随后又考入柏林大学。 为了养活弟弟妹妹,他在学生时代就不得不当家教。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1850年,克劳修斯受聘为柏林大学副教授,兼任柏林帝国炮兵工程学院讲师。 同年,他对热机过程,特别是卡诺循环进行了认真的研究。 从卡诺的热力学发动机理论出发,以机械热力学理论为基础,克劳修斯逐渐发现了热力学的基本现象,并推导出了热力学第二定律的克劳修斯表述。Nur物理好资源网(原物理ok网)

在《论热的运动……》一文中,克劳修斯首先提出了热力学第二定律的定义:“热量不能自动从低温物体传递到高温物体”。 这与开尔文所说的热力学第二定律是一致的。 “它不能做成循环作用热机,只从一个热源吸收热量,并将其完全转化为有用功,而其他物体不发生任何变化。” 它们是等价的。 它们是热力学的重要理论基础。 同时,他还推导了克劳修斯方程——气体的压力、体积、温度与气体通用常数之间的关系,并对原来的范德华方程进行了修改。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1854年,克劳修斯首先提出了熵的概念,进一步发展了热力学理论。 他将热力学定律表述为:宇宙的能量是恒定的,但它的熵却总是在增加。由于他引入了熵的概念,他制定了热力学第二定律,并使其应用更加广泛。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1855年,克劳修斯被任命为苏黎世大学正教授,并在那里任教了十二年。 在此期间,他除了给大学生讲课外,还积极进行科学探索。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1857年,克劳修斯在研究气体动力学理论方面取得了成就。 他提出了气体分子绕自身旋转的假设。Nur物理好资源网(原物理ok网)

今年,他发表了一篇文章《论我们称之为热能的动力类型》。 在这篇文章中,他把气体分子的动能不仅看作是它们的直线运动,而且看作分子中原子的旋转和自转。 振荡运动。 这样,他正确地、尽管不完全地(只有量子理论才能给出充分的解释)确定了真实气体和理想气体之间的差异。 同年,他还研究了电解质和电介质。 他重新解释了盐电解质溶液中分子的运动; 他建立了固体介电理论。 他还提出了一个描述分子极性和介电常数之间关系的方程。 同时,他还提出了电解质分解的假说。 这一假说后来被阿累尼乌斯进一步发展为电解质理论。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1858年,克劳修斯经过认真研究,推导出气体分子平均自由程公式,并找出了分子平均自由程与分子尺寸和扩散系数之间的关系。 同时,他还提出了分子运动自由程分布定律。 他的研究还为气体分子运动理论的建立做出了突出贡献。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1860年,克劳修斯计算出了气体分子的速度。 后来,他确定气体对壁的压力相当于撞击壁的平均分子数。 他利用平均法与概率论相结合,开辟了物理学极其重要的领域,创建了统计物理学这门学科。Nur物理好资源网(原物理ok网)

在后来的著作中,克劳修斯推导出了一个表示压力下物体的熔点(凝固点)的方程,该方程被称为克拉佩龙-克劳修斯方程。Nur物理好资源网(原物理ok网)

克劳修斯对科学研究的主要贡献是建立了热力学基础。 同时,他还在分子动力学理论、电解质和固体电介质理论方面做出了重大贡献。 鉴于他在物理学各个领域的贡献和成就,1865年当选为法国科学院院士。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1867年,克劳修斯受聘为维尔茨堡大学教授。 他在这所大学任教了两年。 在此期间(1868年),他当选为英国伦敦皇家学会主席。 1869年后任波恩大学教授。 1870年,他首先提出了平等工作理论。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1870-1871年战争期间,克劳修斯的膝盖受了重伤,他不得不把学生的实验课留给了克莱门斯·凯特。 此人虽然被称为“老一辈”的代表,但他并没有给后继者留下任何装备和仪器。 也许,正是因为这个原因,虽然克劳修斯是当时最先进的物理学家,但波恩大学的实验物理学却未能得到应有的发展,也没有形成一个科学流派。Nur物理好资源网(原物理ok网)

克劳修斯不仅在科学研究上取得了显着的成就,而且在教学上也取得了良好的成绩。 他曾在柏林大学、苏黎世大学、维尔茨堡大学和波恩大学任教三十多年。 他培养的学生很多后来成为著名学者,有的甚至是世界著名的物理学家。Nur物理好资源网(原物理ok网)

此外,除了发表大量学术论文外,克劳修斯还出版了一些重要的专着,如《机械热理论》第一卷和第二卷、《势函数与势》等。Nur物理好资源网(原物理ok网)

克劳修斯晚年不适当地将热力学第二定律应用到整个宇宙,认为整个宇宙的温度会达到平衡,不会再有热量传递,从而成为所谓的热寂状态。 这就是所谓的热寂状态。 “热寂学说”由劳修斯首先提出。 热寂理论否定了物质不朽的定性意义,无限拓展了热力学第二定律的应用范围。 克劳修斯于 1888 年去世,享年六十六岁。 克劳修斯晚年虽然错误地提出了“热寂论”,但他一生的大部分时间在科学和教育方面做了大量有益的工作。 特别是,他奠定了热力学的理论基础。 他的大量学术论文和专着是人类的宝贵财富。 他在科学史上的贡献是不可否认的。 他的真诚、勤奋的精神也值得后人学习。Nur物理好资源网(原物理ok网)

说到电磁理论,人们首先想到的是法拉第和麦克斯韦,但对于开尔文在电磁理论发展中的作用却知之甚少。 本文将介绍这方面的内容。Nur物理好资源网(原物理ok网)

开尔文,原名威廉·汤姆森,1824 年 6 月 26 日出生于爱尔兰贝尔法斯特。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1834年,他进入格拉斯哥大学预科班。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1841年,就读于剑桥大学。 1846年,他通过考试,获得在格拉斯哥大学教授自然哲学(即物理学)的资格。 1851年,他被选为英国皇家学会会员。 1890年至1895年,他担任英国皇家学会主席。 1892年,他被晋升为男爵头衔,1904年,他成为格拉斯哥大学校长。 1907 年 12 月 17 日逝世于苏格兰 。Nur物理好资源网(原物理ok网)

凯尔文年轻时就很早熟。 他十岁进入格拉斯哥大学预科班,对电学实验表现出了浓厚的兴趣。 1840年,在导师的推荐下,学习了法国数学大师傅里叶的《热的解析理论》(1822年)一书,这本书对开尔文影响很大。Nur物理好资源网(原物理ok网)

在研究电磁学的过程中,开尔文感到有必要将法拉第关于力线的思想转化为数学公式并定量表达。 因为力线的思想形象地描绘了电磁场的形象。 1841年,开尔文试图将电力线和磁场线与热线进行比较。 1842年,他写下了《论均匀固体中热的均匀运动及其与电的数学理论的联系》一文。 这是一篇关于热和电的数学论文,其中提到了均匀固体中的热传导与均匀介质中法拉第电应力的传输之间的相似性。 开尔文在论文中指出,电的等位面相当于热流的等温面,电荷相当于热源。 他利用傅里叶的热分析理论,将法拉第的力线思想和拉普拉斯势函数的二阶微分方程应用于热、电和磁的运动,建立了对这三种相似现象的共同理解。 数学模式。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1845年,英国科学协会召开了一次学术会议。Nur物理好资源网(原物理ok网)

在这次会议上,开尔文提出法拉第的磁力线和电力线可以用数学方程来表示。 法拉第当时也在场并肯定了这个想法。Nur物理好资源网(原物理ok网)

受法拉第静电感应理论的启发,开尔文认为带电体中的电荷分布问题以及带电体之间的相互作用力问题或许能够在弹性理论中找到相应的现象。 即,电力或磁力的传播方式与弹性体弹性位移变化的传递方式类似。 1846年,开尔文将上述想法写成了一篇论文。 他在同年11月28日的日记中写道:“如果我能对物体的电磁和电流相关状态进行更特殊的调查,我肯定会超出我现在所知道的范围,但这当然会是未来。一切都结束了。” 现在看来,开尔文试图统一电和磁的工作实际上已经达到了电磁理论的边缘,接近了电和磁传播问题的关键。 遗憾的是,凯尔文无法继续他的工作。 下去。 这样,就失去了首先发现电磁理论的机会。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1853年,开尔文通过数学论证和实验证实莱顿瓶和其他电容器的放电具有振荡特性,并以论文《莱顿瓶的振荡放电》的形式发表了实验结果。Nur物理好资源网(原物理ok网)

同年库仑,开尔文发表文章《瞬时电流》,指出带电物体的放电有两种类型,一种是连续放电,一种是振荡放电。 当是后者时,“主导体首先失去电荷,然后得到比原来稍小但相反的正负电荷,然后再次放电,然后得到与原来较小但相同的电荷,并且依此类推,直到在无限期的时间后达到平衡。” 开尔文断言,如果放电频率太高,即火花太快,肉眼无法判断,可以采用惠斯通的“旋转镜”法来观察。 1857年,费德森用旋转镜实验证实了这一结论。 开尔文的工作实际上是发现电磁波的先驱! 不幸的是,开尔文未能继续他的研究,即他没有从理论上弄清楚振荡电流作为振动源是如何传播电磁振荡的! 就这样,开尔文再次错过了发现电磁波的机会!Nur物理好资源网(原物理ok网)

开尔文两次来到电磁理论的大门前,却因年轻时过早智慧带来的弱点而渐行渐远。 他错过了发现电磁理论的机会,错过了电磁理论发现者的称号。 不过,这并不影响开尔文在电磁理论发展中的作用。 这一效应是开尔文在该领域进行了开创性的研究,为麦克斯韦和赫兹后续在该领域的工作奠定了基础。Nur物理好资源网(原物理ok网)

对麦克斯韦的影响可以从两个方面来看。 一是开尔文对麦克斯韦的直接帮助。 例如,1853年开尔文发表《瞬时电流》时,麦克斯韦写信给开尔文,“请他告诉我一些研究电的方法”。 凯尔文毫无保留地告诉麦克斯韦他在这方面所知道的事情。 对此,麦克斯韦曾在给父亲的信中高兴地表示,开尔文愿意教他。 其次,开尔文创立的类比方法对麦克斯韦影响很大。 开尔文分别于1842年和1847年发表了《论均匀固体中热的均匀运动和电的数学理论》和《论电、磁和原电池》。这两篇论文《力学的表示》不仅使麦克斯韦认识到了力学的重要性通过类比的方法,还体会到了法拉第的思想与传统的静电理论是一致的。Nur物理好资源网(原物理ok网)

1856年,麦克斯韦发表了《论法拉第力线》,利用并进一步发展了开尔文的类比方法。 他用不可压缩流体的流线来类比法拉第力线,并将流线的数学表达式进一步应用到静电理论中。 ,并最终创立了电磁理论。Nur物理好资源网(原物理ok网)

可见,开尔文关于电磁理论的工作是电磁理论发展史上非常重要的一环,起着承上启下的作用。Nur物理好资源网(原物理ok网)

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