富蘭克林、電和避雷針

2021-01-19 探物究理



班傑明·富蘭克林(Benjamin Franklin)

出生:1706年1月17日

去世:1790年4月17日


富蘭克林生於1706年,比乾隆大5歲。他是美國獨立戰爭中的元老,還是唯一一位籤署美國獨立三文件的人:《獨立宣言》,和英國的停戰合約和《憲法》。


他父親約西亞(Josiah)是一個從英格蘭移居到北美波士頓的移民,在波士頓幹雜貨商,主要製作蠟燭和其他家居用品。12歲起,他開始給自己的哥哥當學徒。



1723年,他離開家前往費城,在多家印刷廠工作。後來因為缺錢,又漂洋過海去了倫敦做排字工人(倫飄)。1726年,他20歲的時候,回到費城,在殖民地建立了最早的咖啡館之一(是的,富蘭克林比星巴克早了250年)。


正是在費城,富蘭克林做了那個關於閃電的著名實驗。



在1740年代,人們已經開始有意識的使用電——不過,所謂的「使用」,就像小孩子玩玩具一樣,主要是用電來做一些有趣的事情,比如當時的人們通過產生火花和衝擊來將電力用於魔術。科學家們用電進行了實驗,但是關於電的科學思想在數百年中並沒有太大改變。電的「用途」依舊停留在探索和娛樂階段。



兩百多年前,班傑明·富蘭克林(Benjamin Franklin)對電很感興趣。作為一個好奇而富有創造力的思想家,富蘭克林想知道的不僅僅流行的把戲。他一直在思考電的問題,並提出了一個非常重要的想法。

 

他的想法是關於電和閃電。富蘭克林注意到了兩者之間的一些相似之處:它們都創造了光,爆炸時大聲崩潰,被金屬吸引,有特殊的氣味,等等。基於這些觀察,富蘭克林認為電和閃電是同一回事。少數人認同他的觀點,但沒人能通過實驗加以檢驗。

 

富蘭克林在寫給倫敦一位科學家的幾封信中,寫下了他對電的想法。這位住在倫敦的科學家和他的朋友認為,富蘭克林的來信包含有價值的信息,因此他們於1751年將其發表在一本小書《電力實驗與觀察》中。



其中一封信包含富蘭克林關於如何證明電和雷電相同的計劃。他計劃在雷雨天爬上小山或高樓,登高觸電——但是,費城當時沒有。當富蘭克林籌劃並準備建造一幢高層建築時,他提出了另一個更為簡單的計劃,這個計劃的核心是一把鑰匙和一隻風箏。

按照這個計劃,富蘭克林在某個雷雨天將一個風箏放飛到天上。之後的事情,我們大部分人都知道,就不在這贅述了。

 

通過這件事,富蘭克林證明,閃電和電是同一回事。但這對富蘭克林還不夠。他認為,這些知識應用於實際目的。

閃電有什麼實際意義?


許多人都知道:被閃電擊中的房屋往往會被因為起火而被燒毀。富蘭克林認為他可以提供幫助。他知道閃電通常會擊中建築物的最高部分,他還知道閃電中的電流可能會引起火災。

因此,他發明了避雷針。避雷針由金屬製成,並連接到房屋的最高點。閃電擊中了杆子而不是房屋,並且來自閃電的電流進入地面,使房屋完好無損。

 

富蘭克林認為避雷針是他最重要的發明。




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    1746年的他作為印刷商和《窮查理曆書》的出版商相當富裕。《窮查理曆書》常常挖苦同時期其他曆書提出的天文和氣象迷信。一天,富蘭克林看到蘇格蘭雜耍藝人亞當·斯賓塞表演的一個被稱為「電吻」的社交把戲。在表演中,一位女性把沒戴手套的手放在一個旋轉的玻璃球上,當她的追求者靠近去親吻她時,頓時會爆發出火花。富蘭克林從此被電迷住了,對電的愛好很快成為他的全職工作。
  • 避雷針的發明與工作原理
    避雷針的發明者也是冒著生命危險為社會做貢獻,避雷針與電是天敵,所以在研究它時,科學家表現出來的也是無私奉獻。那麼,今天奧秘小編就為各位看官揭開避雷針的秘密,比如說避雷針是誰發明的,再或者說避雷針的工作原理是什麼,又有怎樣的作用。  避雷針是誰發明的  現代避雷針是美國科學家富蘭克林發明的。富蘭克林認為閃電是一种放電現象。
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    除了幫助建立美利堅合眾國以外,班傑明·富蘭克林還發明了避雷針。避雷針安裝在建築物屋頂,通過吸引雷擊並將其引至地面,來保護建築物。這樣雷電就不會穿越建築物。因為雷電擊中建築物會引發火災或使人觸電死亡。那哪種避雷針更好呢?是圓頭的避雷針好,還是尖頭的好?根據英國倫敦大學學院的史蒂夫·瓊斯所著的《革命科學》一書,用富蘭克林自己的話說,他喜歡把避雷針「做得像針一樣尖」。
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    他高興地喊道:「天電引來了!」他一邊囑咐兒子小心,一邊用手慢慢接近接在麻繩上的那把銅鑰匙。突然他象被誰推了一把似地,跌到在地上,渾身發麻。他顧不得疼痛,一骨碌從地上爬起來,將帶來的萊頓瓶接在銅鑰匙上。這萊頓瓶裡果然有了電,而且還放出了電火花,原來天電和地電是一個樣子!他和兒子如獲至寶似地將萊頓瓶抱回了家。   這捕獲天電的人就是富蘭克林和他的兒子威廉。
  • 富蘭克林為了證明閃電是電,真的在雷雨天放風箏了嗎?
    所以人們都很愛他,在科學和技術方面,富蘭克林發明過很多有意思的東西,也做過不少有價值的研究工作,但是他最重要的一項研究是放風箏,沒錯真的是放風箏,那你可能要奇怪了,放風箏我也會,這有什麼稀奇的,這也算是搞科研嗎?這個你就有所不知了,弗蘭克林放風箏那可是放的驚天動地。
  • 新民晚報數字報-富蘭克林與雷電傳奇
    這並不等於否認班傑明·富蘭克林是電場領域的先驅。1746年的他作為印刷商和《窮查理曆書》的出版商相當富裕。《窮查理曆書》常常挖苦同時期其他曆書提出的天文和氣象迷信。一天,富蘭克林看到蘇格蘭雜耍藝人亞當·斯賓塞醫生——也稱「思朋斯醫生」——表演的一個被稱為「電吻」的社交把戲。
  • 「電力革命」07富蘭克林與電荷守恆
    他認為某些物質在摩擦之後會產生某種「電液」,當帶電體吸引其他物體時,「電液」就從帶電體流向被吸引的物體。隨著帶電體的吸引和排斥現象逐漸明晰,吉爾伯特的理論不足以解釋,杜菲引入了「電的雙流體理論」。風箏引雷格雷等人早就猜測過閃電和摩擦電是同一種物質,到了1749年諾萊特發文猜測閃電和摩擦電是同一種存在,這在法國引起熱議,並在波爾多會議獲獎。富蘭克林起初反對這一說法,他認為閃電是「處於燃燒狀態的、一種難以捉摸的硫磺或黃鐵礦的易燃的氣體」。
  • 避雷針發明之前,古建築是怎樣避雷的?
    ,這時他驚奇的發現,天空中的雷電現象跟當時科學界著名的萊頓瓶內的薄片放電爆炸現象有著異曲同工之處,於是他腦洞大開,天空中的雷電跟我們摩擦起電產生的電是不是同一種物質呢?為了驗證自己的猜想,富蘭克林做了一個極具冒險精神的決定,就是在雷雨天放風箏,通過風箏收集那些雲層中的電荷,而放風箏的繩子則就是一根導線,它可以將天空中的電荷引入萊頓瓶。實驗成功了,富蘭克林順利的將雷電引入萊頓瓶,使薄片產生放電爆炸的效果。由此證明了天空中的雷電與我們摩擦產生的電確實是同類物質。
  • 書摘|勇敢者&惡作劇:富蘭克林可曾用風箏捕捉雷電?
    巧妙的電學實驗1747年5月25日和7月28日,富蘭克林先後給柯林森寫了兩封信,解釋他的電學基本理論。整個理論建立在平衡概念的基礎之上。當一個物體(如琥珀或玻璃管)中有正常數量的「帶電物質」或「電流體」時,物體就會處於正常狀態,既不會吸引也不會排斥其他物體。然而,如果物體中的電流體數量減少或者增加,這種平衡將會被打破,物體就會「有電」。