"محتويات
نبذة عن العالم كولوم
قانون كولوم
القوة الكهربائية
تطبيقات حياتية على قانون كولوم
أهمية الغازات في حياتنا
خصائص الغازات
نبذة عن العالم كولوم

يُعد العالم الفيزيائي الفرنسي والمهندس شارل دي كولوم هو صاحب الكثير من الاكتشافات في مجال الكهرباء والمغناطيسية ، كما أنه صاحب نظرية كولوم التي تم تسميتها باسمه ، ولد العالم كولوم في 14 يونيو عام 1736 م، في فرنسا في أنغوليم،وكان والده المحامي هنري كولوم ، ووالدته هو كاترين باجيت وهما من عائلة ارستقراطية كانت معروفة في انغوليم ، ثم بعد ذلك انتقل إلى باريس، وبدأ العالم شارل دي كولوم الرياضيات ، وفي سنة 1759 م قام بالالتحاق بالمدرسة العسكرية ، وتخرج بعدها من كلية الهندسة الملكية في مزيريس في سنة 1761 م .

قد عمل العالم كولوم في بداية حياته المهنية في مجال التصميم الهيكلي وميكانيكا التربة ، ولقد اشرف العالم كولوم على بناء حصن تم تصنيعه من الخشب الكامل وذلك في عام 1779 م ، في مدينة روشفورت الموجودة في فرنسا ، وذلك ساعده على إجراء الأبحاث حول الاحتكاك وصلابة الحبال ، وقد قام حينها بإعداد نظرية الآلات البسيطة ، والتي حصل عن هذه النظرية على المركز الأول وذلك في مسابقة أكاديمية العلوم .

وكذلك قد قام العالم كولوم بكتابة سبعة أوراق ولقد تناول فيها العديد من الجوانب المتعددة من دراسات علم الكهرباء والمغناطيسية وذلك في الفترة ما بين  1785 و1791م ، والتي أصبحت معروفة الآن باسم قانون كولوم (بالإنجليزية : Coulomb’s Law) ، وينص قانون كولوم على أنَّ القوة الموجودة بين شحنتين كهربائيتين تتناسب تناسب طردياً مع ناتج الشحنتين ، وتتناسب تناسب عكسياً مع مُربع المسافة بينهما، وقد توفي العالم كولوم  في باريس في 23 أغسطس عام 1806 م . [1]

قانون كولوم

يتم التعبير عن قانون كولوم بالصيغة الرياضية التالية:[?] (ق = ك* ش1 *ش2)/ ف2 حيث إن ق ترمُز للقوة الكهربائيَّة المُتبادلة بين الشُحنات ، و ش1 عبارة عن قيمة الشحنة الأولى ، وش2 عبارة عن قيمة الشحنة الثانية ، و ك عبارة عن قيمة ثابتة وتُساوي (1/4* ?* ?0) و ?0 و تُقرأ أبسيلون (بالإنجليزية: epsilon) ، وهي قيمة السماحية في الفراغ وقيمتها 8.854 × 10-12 كولوم 2 نيوتن -1 متر -2 ، ومنها فإن قيمة الثابت ك تُساوي 9 × 109 نيوتن متر2 /كولوم2 ويعتبر هذا القانون من أهم قوانين الغازات.[2]

القوة الكهربائية

تقاس القوة الكهربائية بوحدة النيوتن ، وهي عبارة عن كمية مُتجَّهة ويتم التعبير عنها بِمقدار واتجاه القوة ، ويعتمد اتجاه القوة الكهربائيَّة على نوع الشحنة التي تخص الجسم ، حيث إذا كان الجسم ذو شحنة مُوجبة وأثَّر عليه جسم آخر ذو شحنة موجبة فإن الجسمان يتنافران .

و كذلك إذا كان الجسم سالب الشحنة ، والجسم الآخر الذي يؤثر عليه أيضاً سالب الشحنة  فسوف يتنافران أيَّ أنَّهما سيتواجهان في اتجاهان مُتعاكسان ، وإذا كان الجسم موجب الشحنة وأثَّر عليه جسم سالب الشحنة ، أو إذا كان الجسم سالب الشحنة  وأثَّر عليه جسم آخر موجب الشحنة  فإنَّ الجسمان سوف يتجاذبان أيَّ أنَّهما يتجهان باتجاه بعضهما البعض ، وبناءً على ذلك يُمكننا تلخيص أهم خصائص القوة الكهربائيَّة فيما يلي :

الشحنات التي تتشابه مع بعضها تتنافر، والشحنات المُختلفة سوف تتجاذب ، والتجاذُب أو التنافُر يحدث على طول الخط المُستقيم الواقع بين الشُحنات ،  و يتناسب حجم القوة الكهربائيَّة تناسب عكسي مع مربع المسافة بين الشُحنتين ، وبناءً على ذلك إذا تم تضاعفت المسافة بين الشحنتين، فإنَّ قوة التجاذب أو التنافر سوف تُصبِح أضعف بمقدار أربع مرات من القيمة الأصليَّة ، وفي حال لو أصبحت الشحنة أقرب بِمقدار 10 مرات ، فإنَّ القوة الكهربائيَّة سوف تزيد بمقدار 100 مرة .
حجم القوة الكهربائية يتناسب مع قيمة كل شحنة من الشُحنات ، وتُقاس الشحنات بوحدة الكولوم ، فإذا كانت إحدى الشحنات موجبة مقدارها 1 كولوم ، وكانت الشحنة الثانية موجبة أيضاً ومقدارها 0.2 كولوم ، فإنهما سوف يتنافران بقوة يكون مقدار القوة مُعتمد على ناتج الضرب 0.2 × 0.1 ، وفي حال لو تمَّ تقليص قيمة الشحنتين بِمقدار النِّصف ، سوف تقل قوة التنافُر بمقدار الربع عن قيمتها الأصلية .
تطبيقات حياتية على قانون كولوم

يتم الاستفادة من قانون كولوم عمليا وذلك من خلال :

الطلاء الإلكتروستاتيكي (بالإنجليزية: electrostatic painting) ، وهو عبارة عن طلاء يتم استخدامه غالباً للدراجات .
كذلك يستخدم في طابعات الليزر (بالإنجليزية : laser printers) ، وهي طابعات الحِبر النَّفاث (بالإنجليزية : inkjet printers) .
يستخدم كذلك في عملية التصوير بالأشعة السينية (بالإنجليزية : xerography process).
أهمية الغازات في حياتنا

أهمية الغازات في حياتنا اليومية كبيرة جدًا حيث أنه بدون الغازات يستحيل العيش على الأرض حيث أنها لا غنى عنها للحياة على كوكب  الأرض ، وبدونها تكون الأرض هامدة .

يعتبر غاز ثاني اكسيد الكربون (CO2) وغاز الأكسجين (O2) من أهم الغازات الموجودة على الكوكب والتي تعيش عليها الكائنات الحية ، حيث يعد غاز ثاني أكسيد الكربون أمرًا حيويًا ومهماً للاستخدام بواسطة النباتات حيث تستخدم النباتات غاز ثاني اكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، وتستخدم أيضاً النباتات غاز  ثاني أكسيد الكربون والماء ، وذلك لتحويل طاقة الشمس إلى طاقة غذائية ، تكون هذه الطاقة الغذائية موجودة على شكل جزيئات من سكر الجلوكوز (C6H12O6) ، وتقوم النباتات أيضًا بانتاج غاز الاكسجين O2 ، وتعتبر عملية التمثيل الضوئي التي تقوم بها النباتات هي المسئولة عن كل الأكسجين الموجود حاليًا في الغلاف الجوي تقريبًا .[3]

يمكن الاستفادة من الغازات في العديد من الأمور ، حيث تقوم الغازات بحماية كوكب الأرض من بعض الاشعة الضارة فهي تمنع وصول الاشعة فوق البنفسجيّة التي تشكل خطر كبير على صحة ، وحياة جميع الكائنات الحية ، كذلك يعتبر الغلاف الجوي عبارة عن درع واقي يحيط بالكرة الأرضية من جميع الاتجاهات واي ضرر قد يحدث فيه سوف يعرض حياتنا للخطر .

خصائص الغازات

تتعدد خصائص الغازات حيث أنه للغازات ثلاثة من الخصائص المميزة وهي :

سهولة انضغاط الغازات .
تملء الغازات الإناء الحاوي لها وتأخذ شكله .
تشغل مساحة أكبر من السوائل او المواد الصلبة التي قد تتكون منها .

تتميز أيضا الغازات بخاصية الانضغاطية ، فعلي سبيل المثال محرك الاحتراق الداخلي يكون مثال جيد على السهولة التي يمكن من خلالها ضغط الغازات ، وفي المحركات النموذجية رباعية الاشواط يتم سحب المكبس اولا من الأسطوانة ، وذلك لخلق فراغ جزئي، والذي يقوم بسحب خليط من بخار البنزين والهواء إلى داخل الأسطوانة ، وبعد ذلك يُدفع المكبس إلى الأسطوانة ، وذلك لضغط خليط البنزين / الهواء إلى جزء صغير من حجمه الأصلي .[3]

المراجع"