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发明家名人故事:富兰克林发明避雷针的故事

2013-11-19

  1752年7月的一天,在北美洲的费城,一位名叫富兰克林的科学家,做了一个轰动世界的实验:

  这天下午,天色阴暗,乌云滚滚。天空中不时闪烁着青白色的电光,传来一阵阵沉闷的雷声,眼看一场可怕的大雷雨就要来临了。

  “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(一种可充放电的容器),奔向郊外田野里的一间草棚。

  这可不是一只普通的风筝:它是用丝绸做成的,在它的顶端绑了一根尖细的金属丝,作为吸引闪电的“接收器”;金属丝连着放风筝用的细绳,这样细绳被雨水打湿后,也就成了导线;细绳的另一端系上绸带,作为绝缘体(要干燥),避免实验者触电;在绸带和绳子之间,挂有一把钥匙,作为电极。

  富兰克林和他的儿子连忙乘着风势,将风筝放上了天。风筝,像一只矫健的鸟儿,渐渐地飞到云海中。

  父子俩躲在草棚的屋檐下,手中紧握着没有被雨水淋湿的绸带,目不转睛地观察着风筝的动静。

  突然,天空中掠过一道耀眼的闪电。富兰克林发现,风筝引绳上的纤维丝一下子竖立起来。这说明,雷电已经通过风筝和引绳传导下来了。富兰克林高兴极了,他禁不住伸出左手,触碰一下引绳上的钥匙。“哧”的一声,一个小小的蓝火花跳了出来。

  “这果然是电!”富兰克林兴奋地叫了起来。

  “把莱顿瓶拿过来。”富兰克林对威廉喊道。他连忙把引绳上的钥匙和莱顿瓶连接起来。莱顿瓶上电火花闪烁。这说明莱顿瓶充了。

  事后,富兰克林用莱顿瓶收集的雷电,做了一系列的实验,进一步证实了雷电与普通电完全相同。

  富兰克林的这一风筝实验,彻底地击碎了闪电是“上帝之火”、“煤气爆炸”等流行的说法,使人们真正认识到雷电的本质。因此,人们说:“富兰克林把上帝与闪电分了家。”

  富兰克林的风筝实验绝不是一时冲动所做的。早在数年前,他就致力于电的研究,并在当时人们不知“电为何物”的时代,指出了电的性质。

  在一次研究的意外事件中,他得到启迪。有一次,他把几只莱顿瓶连在一起,以加大电容量。不料,实验的时候,守在一旁的妻子丽德不小心碰了一下莱顿瓶,只听得“轰”的一声,一团电火花闪过,丽德被击中倒地,面色惨白。她因此休息了一个星期身体才得到康复。

  “莱顿瓶发出的轰鸣声,放出的电火花,不是和雷电一样吗?”富兰克林大胆地提出这个设想。经过反复思考,他推测雷电就是普通的电,并找出它们两者问的12条相同之处:都发亮光;光的颜色相同;闪电和电火花的路线都是曲折的;运动都极其迅速;都能被金属传导;都能发出爆炸声或噪声;都能在水或冰块中存在;通过物体时都能使之破裂;都能杀死动物;都能熔化金属;都能使易燃物燃烧;都放出硫磺气味。

  1747年,富兰克林把他的这些想法,写成论文《论雷电与电气的一致性》。他将论文寄给他的朋友、英国皇家学会会员科林逊。可当科林逊将论文送交皇家学会讨论时,得到的是一阵嘲笑。许多权威科学家认为富兰克林的观点荒唐无比,“把科学当作儿童的幻想”。

  对于权威人士的嘲笑、奚落,富兰克林不予理睬,终于在做好各种准备的情况下,冒着生命危险,做了风筝实验。

  富兰克林从风筝实验中,不但了解了雷电的性质,而且证实:雷电是可以从天空“走”下来的。“高大建筑物常常遭到雷击,能不能给雷电搭一个梯子,让它乖乖地‘走’下来呢?”富兰克林想。

  正当富兰克林思考这一问题的时候,不幸从俄国彼得堡传来消息:1753年7月26日,科学家利赫曼为了验证富兰克林的实验,在操作时,不幸被一道电火花击中身亡。这更坚定了富兰克林研制避免雷击装置的决心。

  他先在自己家做实验:在屋顶高耸的烟囱上,安装一根3米长的尖顶细铁棒;在细铁棒的下端绑上金属线;沿着楼梯,把金属线引到底楼的一个水泵上(水泵与大地有接触);将经过房间的那段金属线分成两段,且将两股线相隔一段距离,各挂一个小铃。这样,如果雷电从细铁棒进入,经过金属线进入大地,那么,两股线受力,小铃就会晃荡,发出响声。

  一天,电闪雷鸣,暴风雨就要来了。在雷声、雨声的“伴奏”下,守候在房间小铃旁的富兰克林,听到了小铃发出的清脆、悦耳的声音。他高兴地笑了。

  富兰克林把那根细铁棒称为“避雷针”。

  避雷针的问世,引起了教会的反对。他们认为:“装在屋顶的尖杆指向天空是对上帝的不敬。”“干涉上帝的事,对上帝指手划脚,是要受上帝惩罚的。”

  然而,有一次在一场雷雨之后,神圣的教堂着火了,而装有避雷针的房屋却平安无事。于是,避雷针的作用被人们认识,避雷针也很快地传开了。至1784年,全欧洲的高楼顶上都用上了避雷针。

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