富蘭克林真的做了風(fēng)箏實驗嗎?你知道哪些
當(dāng)我們不知道一件事真假的時候,不防多等等官方的回應(yīng)。因為信息碎片化,很多小伙伴現(xiàn)在上網(wǎng)很容易只看到事情的一面就下定論,其實很多時候都是認(rèn)為造出的謠言來混淆大眾,所以我們必須要具備自己獨立思考的能力,不能人云亦云。
富蘭克林放風(fēng)箏
傳 言
富蘭克林曾經(jīng)與雷電有親密接觸。據(jù)說他將一把銅鑰匙,系在風(fēng)箏線的末端。風(fēng)箏升入雷雨云層,閃電在風(fēng)箏附近閃爍,雷聲隆隆。一道閃電掠過,風(fēng)箏線上有一小段直立起來,像被一種看不見的力移動著。富蘭克林突然覺得他的手有麻木的感覺,就把手指靠近銅鑰匙,頃刻之間,銅鑰匙上射出一串火花。富蘭克林大叫一聲,趕緊把手遠(yuǎn)離了鑰匙。他喊到:“威廉!我受到電擊了!現(xiàn)在可以證明,閃電就是電”。
真 相
富蘭克林的成就實在是數(shù)不勝數(shù)。他參加起草了《獨立宣言》和美國憲法,擔(dān)任過州長,是美國歷史上第一位駐外大使,出版了費城第一份報紙《賓夕法尼亞報》、美國第一本醫(yī)學(xué)專著、第一部小說以及其他很多暢銷書,在多個科學(xué)領(lǐng)域也有很多貢獻。(他甚至成了財富的象征)
100美元的鈔票上印著富蘭克林的頭像 | pxhere
富蘭克林生前身后自然流傳著很多故事,這個帶電風(fēng)箏的故事就是其中之一。作為流傳已久的經(jīng)典傳說,很多美國人深信不疑。在國內(nèi),作為語文教科書里的“老段子”,同樣人盡皆知??墒沁@到底是個神話還是真有其事呢?
富蘭克林是第一個提出用實驗來證明天空中的閃電就是電的的科學(xué)家,那是在1750年[1]。但是第一個付諸于實踐的卻是法國科學(xué)家——他像圖中那樣觀察到了鐵棒上的火花,不過沒有用身體近距離去碰鐵棒。此后,還有一些研究者也做了類似的實驗。在俄羅斯有一位物理學(xué)家在模仿這個實驗時,因為操作不慎被雷電擊死。
在幾年后,有傳聞和一些書籍稱富蘭克林用風(fēng)箏替代了鐵棒,做了這個著名風(fēng)箏雷電的實驗,但是缺乏充足的證據(jù)。后來有研究者發(fā)現(xiàn)富蘭克林本人也從來沒有正式承認(rèn)做過這個實驗[2]。盡管對于富蘭克林是否做過風(fēng)箏實驗存在爭議,但是有一點可以肯定的是,富蘭克林即使做過風(fēng)箏實驗,也肯定不會和傳說中的一模一樣。
實驗若成功,富蘭克林必死
如果云層上的電荷聚集越來越多,和地面之間形成的電壓越來越大,最后它們擊穿十幾千米厚的空氣,形成一條到達地面的導(dǎo)電通道,釋放巨大的能量,這就產(chǎn)生了雷電。如果這條通道正好途經(jīng)某個人的身體,放電電流會很大,數(shù)量級達到幾十千安甚至百千安以上。那么大的電流流過受害者的軀體,首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因為幾毫安的電流就足以使人類的心臟發(fā)生心室纖維性顫動、停搏。雷電流也會致使呼吸系統(tǒng)麻痹而停止呼吸,從而致人喪命。此外,雷電流的極大的機械效應(yīng)足以撕裂受害者的皮膚和肌肉,而強烈的熱效應(yīng)也足以燒焦受害者的軀體。這種雷擊事故稱為“直接雷擊”。遭受直接雷擊的人十有八九會死亡,即使沒有死亡也會重度受傷[3]。如果這條導(dǎo)電通道沒有直接通過人體,相隔一段距離,比如擊中了附近的一棵樹,人體仍然有可能因為感應(yīng)的電流而觸電,稱為“感應(yīng)雷擊”。感應(yīng)雷擊有時會比較弱,被擊中者無大礙,受雷擊大難不死的幸運兒大多數(shù)是這種情況。
如果按照故事中的情節(jié),風(fēng)箏被雷電擊中,雷電電流順著風(fēng)箏線一直到鑰匙,富蘭克林的手指與鑰匙之間距離很近,而且之間產(chǎn)生了明亮火花。富蘭克林這樣直接被雷擊擊中,絕不可能安然無恙。
實驗!實驗!
為了探明真相,著名實驗帝《流言終結(jié)者》在第4季第5集里復(fù)制了這個流言[4]。他們試圖證明三件事:
1、風(fēng)箏能否吸引電流,并且通過長長的風(fēng)箏線傳遞到鑰匙;
2、流入鑰匙的電流量是否足以電到富蘭克林的手指;
3、那股電流是否足以讓放風(fēng)箏者心跳停止。
《流言終結(jié)者》
實驗者模仿18世紀(jì)時使用的材料制作了一個大風(fēng)箏和木板棚架。把風(fēng)箏在天氣晴朗的海灘上放飛,在飄揚的海風(fēng)中,雖然完全沒有電閃雷鳴,但空氣中的電荷和風(fēng)箏和風(fēng)箏線與空氣之間的摩擦產(chǎn)生的電荷已經(jīng)可以使風(fēng)箏明顯地帶上靜電,風(fēng)箏線上掛著的鑰匙在吱吱響。第一件事很容易地驗證了。
接著他們把風(fēng)箏線弄濕,風(fēng)箏上的靜電量進一步增大。但是把手指靠近鑰匙,卻并沒有出現(xiàn)明顯的觸電感覺。為了增大電量,終結(jié)者找了一個大金屬球形狀的電荷產(chǎn)生器代替海邊的空氣作為電荷來源,這個大金屬球產(chǎn)生的電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過空氣中的靜電產(chǎn)生的電荷,但是比起真正的閃電還是微不足道的。當(dāng)風(fēng)箏靠近這個金屬球時,就會被擊中,如果把一個探頭靠近鑰匙,可以看到兩者之間有微弱的火花。第二件事也證實了。
為了模擬雷電的威力,終結(jié)者走進了電力公司的試驗中心,這里的高壓電可達到100萬伏,可是比起真正的雷電1億伏的電壓,也只是1%。他們用組織替代膠制作了一個假人的模型,里面安裝了一個模擬的心跳檢測器,并用模擬的雨中淋濕的風(fēng)箏線進行實驗。風(fēng)箏被高壓電擊中時,在鑰匙和假人的“手指”之間出現(xiàn)了明亮的電弧,通過模擬心臟的電流已經(jīng)超過可以使人心臟停跳的最大電流的很多倍。這個“迷你版本”已經(jīng)足以讓富蘭克林英勇犧牲很多次了。由此可見,富蘭克林在直接被雷電電后還毫發(fā)無損,并且淡定地說“我可以證明閃電是電”是不靠譜的。
結(jié)論:謠言粉碎
富蘭克林或許有過風(fēng)箏實驗的想法,即便他真的做過這個實驗,也只可能是被風(fēng)箏上帶的一些靜電電到。如果被真的雷電電到的話,就不會是手被電麻了,很可能是當(dāng)場暴斃。
題圖來源:pixabay
參考資料:
[1] The Lightning Discharge (內(nèi)容整理自“科普中國”、“科學(xué)辟謠平臺”)
看了這篇文章后大家心里的疑惑是不是迎刃而解了呢?希望對你們有幫助。
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