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雷电实验的幸运儿——富兰克林

查字典物理网 2016-01-25

富兰克林（1706—1790）富兰克林是美国政治家、科学家、社会活动家。1706年生于波士顿的一个工人家庭。1714年入小学，仅读二年。12岁时开始作印刷学徒工。1726年开设自己的印刷厂。1731年富兰克林倡导创办了北美第一个图书馆。1751年资助创办了宾西法尼亚大学。他参加了《独立宣言》的起草工作。参加了制定美国第一部宪法。1790年逝世于费城，终年84岁。

富兰克林的科学研究活动实际上是在1745年以后才开始的。1746年，英国人柯林森赠给富兰克林一只莱顿瓶，富兰克林很感兴趣，开始了他的电学研究。他做了一系列的实验，取得了丰硕的成果，使得人们对电的认识更加丰富。

1747年，富兰克林根据实验提出：在正常条件下，电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素；电跟流体一样，摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体，但不能创造；任何孤立物体的电总量是不变的。这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做带正电，物体失去电而不足的部分叫做带负电，而且正、负电荷可以互相抵消，并用“＋”、“－”号来表示正、负电荷。严格地说，这种关于电的一元流体理论在今天看来并不正确，但他所使用的正电和负电的术语至今仍被采用，他还观察到导体的尖端更易于放电等。

富兰克林还用莱顿瓶作了统一“天电”和“地电”的研究。他用丝手帕糊了个风筝，风筝上安装一根尖铁丝用来引云中的电，铁丝与放风筝的麻线连接在一起，麻线的下端系一段丝带和一把金属钥匙，钥匙作为导体，以备引出电来，放风筝时手握丝带，以防电通过身体受伤害。1752年7月，在大雷雨的一天，46岁的富兰克林带着21岁的儿子来到牧场，把风筝放到天上有闪电的云层中。他们观察到麻线上的小纤维都竖立起来，跟摩擦产生的电效果一样；他用手指靠近钥匙，立即有电火花从手指上闪过；他使莱顿瓶充电，再放电，产生的效果都跟摩擦电完全相同。这就是著名的富兰克林费城风筝实验。它清楚地证明了雷电就是一种放电现象，使人类对电的认识前进了一大步。后来富兰克林在此基础上发明了避雷针。富兰克林的实验是很危险的，他没出人身事故完全是一种侥幸。1753年7月，俄国学者赫曼在用雷电做实验时，被雷电击毙，为科学献出了生命。

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