富兰克林风筝引雷试验

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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。 2006年1月17日,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2006年4月7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。
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。