名人故事:富兰克林发明了避雷针
名人故事:富兰克林发明避雷针1 1746。在波士顿,一位英国学者用玻璃管和莱顿瓶做了一个电学实验。富兰克林饶有兴趣地观看了他的表演,并被新兴的电学科学深深吸引。然后富兰克林开始研究电学。富兰克林在家里做了很多实验,研究了两种电荷的性质,解释了电的来源和物质中存在的现象。
在18世纪之前,人们无法正确理解闪电是什么。
当时人们普遍认为雷电是神的愤怒。一些不信上帝的有识之士曾试图解释闪电的成因,但从未成功。学术界比较流行的说法是闪电是一种“气体爆炸”。
在一次实验中,富兰克林的妻子立德不小心碰到了莱顿瓶,电光一闪,立德被击中倒地,脸色苍白,在家躺了一个星期才康复。
虽然这是实验中的一个意外,但是思维敏捷的富兰克林想到了空中的闪电。
经过反复思考,他得出结论:闪电也是一种放电现象,本质上和实验室里产生的电是一样的。
于是,他写了一篇题为《论天空中的闪电和我们的电一样》的论文,寄给了英国皇家学会。
但富兰克林的伟大构想遭到了很多人的嘲笑,甚至有人嘲讽他是“想把上帝和雷电分开的疯子”。
富兰克林决心用事实证明一切。
1752六月的一天,阴云密布,电闪雷鸣,一场暴风雨即将来临。富兰克林和他的儿子威廉带着一只风筝来到一片开阔的地方,风筝上有一根金属杆。富兰克林把风筝举得高高的,而他的儿子则拿着风筝线飞翔。因为风很大,风筝很快就被放上了天空。瞬间,电闪雷鸣,倾盆大雨。富兰克林和他的儿子在一起拉风筝线,父子俩焦急地盼望着。这时,刚好一道闪电从风筝上方掠过。富兰克林用手靠近风筝上的线,立刻传来一阵恐怖的麻木。他抑制不住内心的激动,大喊:“威廉,我触电了!””后来,他把风筝线的电引入莱顿瓶。
回国后,富兰克林用闪电进行了各种电学实验,证明了天空中的闪电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。
富兰克林关于天上的电和地上的电是一回事的假设在他自己的实验中得到了出色的证实。
风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界闻名。
皇家学会送给他一枚金质奖章,并聘请他为皇家学会会员。他的科学著作也被翻译成多种语言。他的电学研究取得了初步的胜利。
然而,在荣誉和胜利面前,富兰克林并没有停止对电学的进一步研究。
1753年,俄罗斯著名电工李奇曼为了验证富兰克林的实验,被雷电劈死,是电学实验的第一个受害者。血的价格让很多人对闪电实验产生了戒心和恐惧。但是面对死亡的威胁,富兰克林没有退缩。经过多次实验,他做了一个实用的避雷针。他用绝缘材料将一根几米长的铁棒固定在屋顶上,一根粗铁丝紧紧地绑在铁棒上,一直通到地面。当闪电击中房屋时,它沿着金属杆通过导体直入大地,建筑物完好无损。
1754年,避雷针开始使用,但有人认为这是不祥之物,违背天意就会带来干旱。晚上偷避雷针。但是,科学终将战胜愚昧。一阵电闪雷鸣的大风过后,大教堂着火了,但装有避雷针的高层建筑安然无恙。事实教育了人们,让他们相信科学。
避雷针传到了英国、德国、法国,最后传到了世界各地。避雷针传入法国后,法国皇家科学院院长诺埃尔等人开始反对使用避雷针,后来认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针更好。但是法国人还是选择了富兰克林的尖头避雷针。
据说当时的法国人把富兰克林视为苏格拉底的化身。富兰克林成了人们的偶像。他的肖像珍藏在枕头下,模仿避雷针的尖头帽成为1778年巴黎最时髦的帽子。
避雷针传入英国后,富兰克林的尖头避雷针被英国人广泛使用。但美国独立战争爆发后,富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎是即将到来的美国的象征。
据说当时的英国国王乔治二世出于对美国革命的愤怒,下令将英格兰所有皇家建筑上的避雷针尖端全部换成圆头,以示与作为美国象征的尖头避雷针不和。这真是避雷针应用史上的一件趣事。
名人故事:富兰克林发明避雷针21752 7月的一天,在北美的费城,一位名叫富兰克林的科学家做了一个轰动的实验:
这天下午,天很黑,乌云滚滚。天空中不时闪现蓝白相间的闪电,还有一阵阵沉闷的雷声,一场可怕的雷雨即将来临。
“这是最合适的天气!”富兰克林和他的儿子威廉带着风筝和莱顿瓶(一种可以充电和放电的容器),跑到郊区一块地里的稻草棚里。
这可不是普通的风筝:它是用丝做的,顶端绑着一根细细的金属线作为“接收器”来吸引闪电;电线接在放风筝用的细绳上,使细绳被雨水打湿后成为导体;在细绳的另一端系一根丝带作为绝缘体(干的),避免实验者触电;在丝带和绳子之间,挂着一把钥匙作为电极。
富兰克林和他的儿子迅速利用风,把风筝放入天空。风筝像一只矫健的小鸟,渐渐飞向云海。
父子俩躲在小屋的屋檐下,抓着没被雨水打湿的丝带,盯着风筝的动静。
突然,一道耀眼的闪电划过天空。富兰克林发现风筝绳上的纤维突然竖起来了。这说明闪电已经通过风筝和导绳传导了。富兰克林高兴极了,情不自禁地伸出左手,摸到了导索上的钥匙。砰的一声,一个蓝色的小火花跳了出来。
“这是电!”富兰克林激动地喊道。
"把莱登酒瓶给我拿来。"富兰克林对威廉喊道。他迅速把导向绳上的钥匙与莱登瓶连接起来。莱登瓶上的火花闪烁。这意味着莱顿瓶是满的。
事后,富兰克林用莱顿瓶收集的闪电做了一系列实验,进一步证实了闪电和普通的电一模一样。
富兰克林的风筝实验彻底粉碎了闪电是“上帝之火”、“气体爆炸”的流行说法,让人们真正认识到了闪电的本质。因此,人们说,“富兰克林把上帝和闪电分开了。”
富兰克林的风筝实验从来不是一时冲动做的。早在几年前,他就投身于电的研究,在人们还不知道电是什么的时候,就指出了电的本质。
在一次研究事故中,他受到了启发。有一次,他把几个莱顿瓶连在一起,增加电容。不料,在实验过程中,妻子立德不小心碰到了莱顿瓶,只听“砰”的一声,电光火石一闪,立德被击中倒地,脸色苍白。她休息了一周才康复。
“莱顿瓶的轰鸣和电火花不是和闪电一样吗?”富兰克林大胆地提出了这个想法。经过反复思考,他推测闪电是普通的电,并找出了它们之间的12相似之处:都发光;光的颜色是一样的;闪电和电火花的路线是曲折的;动作极其迅速;可由金属传导;能发出爆炸或噪音;可以存在于水中或冰中;穿过一个物体就能破;能杀死动物;能熔化金属;能使易燃材料燃烧;它们都散发出硫磺的味道。
1747年,富兰克林把自己的想法写进了一篇论文《论闪电和电的一致性》。他把论文寄给了他的朋友,皇家学会的成员柯林森。但当柯林森把论文送到皇家学会讨论时,他得到了一阵嘲笑。很多权威科学家认为富兰克林的观点很可笑,“把科学当成了孩子的幻想”。
富兰克林不顾当局的嘲笑和奚落,终于在做好各种准备的情况下,冒着生命危险做了一次风筝实验。
富兰克林不仅从风筝实验中了解到闪电的本质,还证实了闪电可以从天上“走”下来。“高楼经常被闪电击中。你能为闪电造一架梯子,让它下去吗?”富兰克林想。
就在富兰克林思考这个问题的时候,不幸的是,俄罗斯彼得堡传来消息:1753年7月26日,科学家李奇曼为了验证富兰克林的实验,在操作时被电火花杀死。这坚定了富兰克林研发防雷装置的决心。
他先在自己家里做了实验:在屋顶高耸的烟囱上,安装了一根3米长的细铁棒,铁棒尖端很尖;在细铁棒的下端绑一根金属丝;沿着楼梯,把金属线引到底层的一个水泵上(水泵与大地接触);把穿过房间的金属线分成两段,把两根线隔开一段距离,每段都有一个小铃铛。这样,如果闪电从细铁条进入,通过金属线进入大地,那么当两根线受力时,小钟就会晃动,发出响声。
一天,电闪雷鸣,暴风雨即将来临。在雷声和雨声的“伴奏”下,守候在房间小铃铛旁的富兰克林听到了小铃铛发出的清脆悦耳的声音。他开心地笑了。
富兰克林称那根细铁棒为避雷针。
避雷针的出现引起了教会的反对。他们认为:“把屋顶上的尖杆指向天空是对上帝的不尊重。”“干涉上帝的事务,告诉上帝该做什么,就会受到上帝的惩罚。”
然而,有一次雷雨过后,神圣的教堂着火了,但装有避雷针的房子却安然无恙。于是,避雷针的作用被人们认识到,避雷针很快就传播开来。到1784,欧洲各地的高层建筑都使用了避雷针。