¿Cómo se inventó el pararrayos?
En 1746, en una conferencia sobre experimentos eléctricos celebrada en Boston, Estados Unidos, un miembro del público escuchó atentamente la historia del experimento de la jarra de Leyden. Se trataba de B. Franklin, que tenía 40 años. el tiempo. Es un conocido activista político y diplomático estadounidense. Inicialmente trabajó como aprendiz de imprenta, fue autodidacta y estaba muy interesado en las ciencias naturales. Sin embargo, no tuvo tiempo para dedicarse a la investigación eléctrica hasta que llegó. sus 40 años.
Fue el primero en proponer el concepto de carga, utilizando los conceptos matemáticos de positivo y negativo para representar las propiedades de dos cargas, y determinó la ley de conservación de la carga mediante experimentos. Como todos sabemos, el pararrayos es un importante invento de Franklin. Gracias al pararrayos, los humanos hemos evitado muchos desastres naturales. Sin embargo, la invención del pararrayos por parte de Franklin no fue originalmente para resolver problemas de la vida real, sino para explorar e investigar la electricidad celestial. Los resultados de su investigación no sólo ayudan a romper la superstición de la gente sobre la naturaleza y a comprender la verdadera naturaleza de los truenos y relámpagos, sino que también son de gran importancia para el desarrollo de la electricidad.
Desde la antigüedad, la electricidad del cielo y la electricidad de la tierra no han estado relacionadas entre sí. Las personas en la tierra han realizado muchos experimentos y tienen cierta comprensión de la naturaleza de la electricidad, pero sí de los truenos y los relámpagos. El cielo sigue siendo misterioso. A mediados del siglo XVIII, mucha gente creía que los rayos eran similares a las chispas eléctricas. Al igual que ellos, Franklin explicó las similitudes entre los dos a través de la comparación, pero la comprensión de Franklin fue más profunda que la de otros. Por ejemplo, en una carta, enumeró las siguientes características del fluido eléctrico y del rayo:
① Luminoso; Color de la luz; ③ Dirección de flexión; ④ Movimiento rápido; ⑤ Conducido por metal; ⑥ Hay un trueno o ruido al entrar en erupción; ⑦ Todavía se puede mantener en agua o hielo; ; derretir metal; quemar materiales inflamables; olor a azufre.
Sin embargo, también cree que la comparación por sí sola no es suficiente para sacar conclusiones científicas. Para confirmar la coherencia entre la electricidad del cielo y la electricidad de la tierra, la mejor evidencia es capturar la electricidad del cielo, es decir, llevar la electricidad del cielo a la tierra para experimentos comparativos. Para ello, propuso un plan para instalar una garita en un lugar alto y utilizar la punta para guiar la electricidad que transportan las nubes bajas cuando pasan hacia el suelo.
La primera persona que realizó experimentos según las sugerencias de Franklin fue T.F. Construyó una garita en un terreno elevado en el pueblo de Marie, cerca de París, y erigió un poste de hierro de unos 14 metros de altura sobre la garita. El 10 de mayo de 1752, cuando se acercaban nubes oscuras y tormentas eléctricas, Daribald y sus colegas introdujeron con éxito rayos en la jarra de Leyden. El 13 de mayo, informó del experimento a la Academia Francesa de Ciencias y dijo que el éxito del experimento no sólo demostró la equivalencia de los rayos y la electricidad, sino que también demostró que el método de Franklin podría usarse para proteger los edificios de los rayos.
Desde entonces, el experimento de utilizar puntas metálicas como pararrayos se ha repetido en todas partes. Franklin creía que la barra de hierro utilizada en el experimento de París no era lo suficientemente alta como para demostrar que la electricidad descendía de las nubes. Una nueva idea pasó por su mente: ¿por qué no utilizar una cometa para extraer electricidad del cielo para realizar experimentos? Entonces hizo una pequeña cruz con dos tiras claras de abeto, la cubrió con un pañuelo de seda y la ató. Tome un trozo de alambre de hierro afilado y fíjelo en un extremo de la cruz, de aproximadamente medio metro de largo, y átelo a la cuerda de lino que tira de la cometa. El extremo inferior de la cuerda de lino está conectado a un cinturón de seda. y en la articulación se cuelga una llave. Acompañado de su hijo, voló la cometa hacia el cielo y esperó a que llegara la tormenta. El 19 de octubre de 1752 describió el experimento en una carta a su amigo P. Collinson. A medida que la lluvia mojó la cometa y la cuerda de lino que tiraba de la cometa, la electricidad de las nubes se transmitió a lo largo de la cuerda mojada hasta la jarra de Leyden. Después de que haya pasado la lluvia, retire la botella de Leyden y descárguela de la forma habitual. La electricidad liberada no es diferente de la electricidad generada por un generador de fricción. Franklin escribió: "Esto puede probar completamente que la materia eléctrica y los rayos son lo mismo".
Franklin también llevó a cabo un famoso experimento con un cubo de metal para intentar sacar el cubo de metal cargado del cubo de metal. Llegó la electricidad, usó una bola de médula para hacer contacto con la superficie interior del cubo de metal para ver si la bola de médula estaba cargada, pero no pudo electrificar la bola de médula en ningún caso. Franklin no tuvo más remedio que escribir a su amigo británico para pedirle consejo. Esta consulta condujo al descubrimiento de una nueva ley. Esta nueva ley incluso sentó las bases de la electricidad. Esto se llama ley de Coulomb.