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富兰克林风筝引雷试验

(2012-06-21 21:15:27)
标签:

富兰克林

风筝

引雷

试验

文化

分类: 邮品讲述

富兰克林风筝引雷试验              美国1956年纪念本杰明.富兰克林诞辰250周年邮票纪念封。
            邮票图案为富兰克林进行风筝引雷试验  。        

 

 

一、人们对雷电的认识

  雷电在现在当代人看来,这是一种非常普通的大自然放电现象。但在远古时代人类慑于自然的力量人们对雷呜鸣闪电怀有恐惧和崇敬的心情,以为雷电是上天惩罚人的神火。直到十八世纪中期,人们对闪电还有两种观点:一种观点认为雷电是上帝发怒;另一种观点认为雷电是气体爆炸。那雷电到底是什么呢?本杰明·富兰克林第一个解开了这个谜底。   富兰克林对莱顿瓶的研究富兰克林风筝引雷试验2006117,是美国科学家、物理学家、发明家、政治家、社会活动家本杰明·富兰克林诞生300周年纪念日。为纪念这位“全才”式的美国伟人在不同领域的成就和贡献,美国邮政在200647日发行邮票一套4枚(附图),第二枚邮票图案为富兰克林作引雷试验和试验后写作《闪电与电气相同》的论文。

 1746年一个英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验,年近40岁的富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演,并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了,随后富兰克林像着了迷似的开始了对电学的研究。在研究过程中,一次偶然的机会富兰克林对雷电产生了一种猜想。一天他把几只莱顿瓶连在一起,以加大电容量。这个时候意外发生了,守在一旁的妻子不小心碰了一下莱顿瓶,只听到轰的一声一团电火花闪过妻子顿时被击倒在地。这莱顿瓶发出的响声和放出的电火花,立刻让富兰克林联想到了雷电。难道雷电也是一种放电现象?富兰克林不仅大胆的提出了这个假设,并开始着手研究验证它的方法。

富兰克林引雷实验:这枚邮票的图案内容包括一副展现富兰克林及其子用风筝“捕捉”闪电的著名实验的。富兰克林1769年出版的《电学观察和实验》一书中的插图,他绘制的“三轮钟”示意图,以及波士顿的本杰明·富兰克林理工学院的一副描绘富兰克林在书桌前写作的壁画(附图右上角一枚)。邮票背面的对应说明文字为:“为了追求其所称的‘哲理性的消遣’,本杰明·富兰克林对自然现象抱有强烈的好奇心。他在诸如电学和气象学上的观察和实验导致了一系列值得注意的发明,包括加热炉、避雷针和早期的电池。”富兰克林的主要科学工作是在电学方面,这在他的一生中只占十年左右。通过实验,他对当时许多混乱的电学知识(如电的产生、转移、感应、存储、充放电等)作了比较系统的清理。他曾把多个莱顿瓶联结起来,储存更多电荷。他用实验证明莱顿瓶内外金属箔所带电荷数量相等,电性相反。他还认为提出了摩擦起电只是使电荷转移而不是创生,也不能消灭的思想,所生电荷的正负必须严格相等,──这个思想后来发展为电学中的基本定律之一──电荷守恒定律。富兰克林深入探讨电运动的规律,创造的许多专用名词如正电负电导电体电池充电放电等成为世界电工学上至今通用的词汇。他借用了数学上正负的概念,第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质。他最先提出了避雷针的设想,由此而制造的避雷针避免了雷击灾难,破除了人们对雷电的迷信。 富兰克林的第二项重大贡献是统一了天电和地电,彻底破除了人们对雷电的恐惧。1749年,他的夫人丽达在观看莱顿瓶串联实验时,无意碰到莱顿瓶上的金属杆,被电火花击倒在地,卧病一周,使他更坚定了探讨雷电实质的决心。

   1752年6月的一天,阴云密布,电闪雷鸣,一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道,带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝,他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大,风筝很快就被放上高空。刹那,雷电交加,大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线,父子俩焦急的期待着,此时,刚好一道闪电从风筝上掠过,富兰克林用手靠近风筝引线上的钥匙环,立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动,大声呼喊:“威廉,我被电击了!”随后,他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后,富兰克林用雷电进行了各种电学实验,证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说,在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。后来他的论文集《电学观察和实验》出版,特别是风筝实验的报告轰动了欧洲,使人们看到电学是一门有广大前景的科学,避雷针也成了人类破除迷信征服自然的一项重要技术成果。

 1790年4月17日他在费城逝世,他为自己写的墓志铭只自称“印刷工富兰克林”而绝口不提后半生的重要职务。但法国经济学家杜尔哥(Ann-Robert Jacques Turaot)却为他写下了这样的赞语:“从苍天那里取得了雷电,从暴君那里取得了民权”。

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