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为什么富兰克林能发明避雷针?

为什么富兰克林能发明避雷针?

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2017-06-10

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    雷电是大自然的一种很常见的自然现象,它像一把双刃剑,既可以被人们利用服务于人类,也可能给人类造成非常大危害。经过漫长的探索过程,人们逐步认识并掌握了它。避雷针的发明,是人类有效地掌握雷电的开始,人类对雷电的研究必将更加深入、全面。
  避雷针是由富兰克林发明的。富兰克林用不导电的材料把一根金属棒固定在高楼顶部,而后用一根导线将其与大地相连。  这样,打雷时天空中产生的强大的电荷可以通过金属棒直接流入地下,这样便可以避免对建筑物和人造成伤害。
  富兰克林设计避雷针的灵感,很大程度上得益于莱顿瓶的实验。1751年夏天,富兰克林住处附近的一座教堂被雷电击毁。他惊奇地发现,天空中的雷电现象和科学界著名的莱顿瓶内外两层箔片相连的爆炸现象具有异曲同工之处。
    莱顿瓶是一种能够聚集电荷的瓶子,由荷兰莱顿大学的科学家们研制出来。长久以来,人们认为是上帝制造了天空中的雷电,打雷是神在发挥威力,认为人类根本无法控制这种现象。随着科学技术的进步,到1745年时,人们对摩擦生电的原理已经有所了解,但是由于摩擦产生的电量非常之小,因此对电的性质还无法进行深人的研究。
    莱顿大学的科学家经过长期研究,终于研制出这个叫莱顿瓶的装置。它的构造很简单,就是在普通玻璃瓶的内壁和外壁上分别贴上银箔,内壁银箔通过导线与带电体连接起来,外壁接人地下。
  这样,当带电体不断接收电荷时,内壁的银箔上就会聚集大量的电荷。运用莱顿瓶,就是把内外两层箔片用导线连接起来,由于大量正负电荷相碰,就会产生强烈的火花和爆炸声。  由莱顿瓶的实验受到启发,富兰克林由此推测,天上的雷电与摩擦产生的电完全一样。
  为了证实推测,极富冒险精神的富兰克林做了一个大胆的决定,那就是在雷雨天气放风筝,以此收集那些云层中的电荷。放风筝的绳子实则就是一根导线,它可以把天空中的电荷引人莱顿瓶。事实证明,天空中的雷电与摩擦产生的电确实相同。
    就这样,在风马牛不相及的两种现象中,富兰克林却找到了它们隐含的共同的原理。这一原理极大地启发了富兰克林,他进行了大胆设想,他认为可以把狂暴不羁的雷电导人地下,从而避免它对人类的伤害。
  
  经过不懈的努力,避雷针终于在富兰克林的手中诞生了。当今随着城市发展的需要,几十层、近百层的高楼鱗次栉比,避雷装置对这些建筑物来说更是不可或缺的了。  尽管有许多新的避雷装置不断问世,但其原理是不变的,它们都是在富兰克林发明的避雷针原理的基础上设计出来的。

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