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1752年

富兰克林用风筝探测雷电

印有本杰明·富兰克林肖像的邮票Ⓟ

说起本杰明·富兰克林,许多人都知道他是美国伟大的政治家,同时也是出版商、印刷商、记者、作家、慈善家,更是杰出的外交家,美国《独立宣言》的起草人之一,是美国的建国元勋。在富兰克林生活的那个时代,他是美国最著名的人。其实,他还是一位很有成就的物理学家,一位让人称道的发明家。

富兰克林曾经做过很多项有关电的实验。1750年,他提出了一个实验设想:通过在雷暴天气中放飞风筝来证明闪电是电。据说,在一个电闪雷鸣的上午,富兰克林将一只风筝放飞到云中,风筝下挂有一段铁丝,铁丝下连接一根麻绳,麻绳的下端接一根丝线,绳线接触处系了一把铜钥匙。他发现,当雨打湿风筝线后,风筝线能导电。当发生闪电时,风筝下端的铜钥匙可以给莱顿瓶充电,这与摩擦生电的性质完全相同,从而证实了天上的闪电就是电。

风筝实验具有里程碑式的意义,它不仅揭示了雷电的本质,也破除了当时人们对雷电所持的迷信观念,他们总是把雷电跟神灵联系在一起。不过,对于富兰克林是否做了这个实验,刚开始有人提出质疑,因为雨天放风筝,风筝线导电,对于放风筝的富兰克林来说会有生命危险。但1767年,英国化学家约瑟夫·普里斯特利在《电的历史和现状》一书中表明,富兰克林当时确实做了绝缘保护。

油画《富兰克林做风筝实验》Ⓟ

也有人确实在几个月后重复富兰克林的实验时触电了。富兰克林后来在文章中表明,他意识到了危险,并提出用替代方案来证明闪电是电。

为纪念富兰克林诞辰300周年发行的纪念币Ⓟ

避雷针Ⓖ

风筝实验还给了富兰克林以启发,最终促成他发明了避雷针。实验中他发现,尖锐的部位比起其他部位更能静静地放电,而且能远距离放电。他于是猜想,这一性质或许可以用来保护建筑物不受雷电的袭击。于是,他在自家的房屋顶上竖直安置一根铁棒,上面一头磨尖,下面一头引一根导线接到地上,这样就可以在雷雨天将雷电引到地下,以避免建筑物被雷击。经过一系列实验,富兰克林获得了成功,他的发明不仅使人类免受雷电肆虐之苦,也使雷电与神灵脱离了关系。1753年,避雷针被安装在美国费城宾夕法尼亚学院(后称宾夕法尼亚大学)和宾夕法尼亚州议会会场(后称独立大厅)顶上。为了表彰富兰克林在电方面所作的贡献,1753年富兰克林获得英国皇家学会授予的科普利奖章。 3cOK9XiZ8bwxtZdfyH8Y6lIakN7I7FHXpOawXRKm+u65CdJJrV7/4HCu4gBGq1DR

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