Первые упоминания о молнии в истории
Огонь, с которым впервые познакомился человек, было, вероятно, пламя, возникшее в результате удара молнии в дерево или сухую траву. Поэтому, согласно легенде, «огонь пришел с неба». Обожествляли молнию еще древнейшие народы, затем древние греки, китайцы, египтяне, славяне.
Известен древнегреческий миф о титане Прометее, похитившем огонь у богов и подарившем его людям.
С молнией связана библейская легенда, рассказанная пророком Ильей: перед королем Ахабом и жрецами бога Ваала на горе Кармель «упал огонь Господень и сжег жертву, предназначенную для сожжения, деревья, камни и землю», после чего поднялся сильный ветер и разразилась гроза.
В Китае со времен эпохи Хань (206 г. до н. э. — 220 г. н. э.) сохранился рельеф, изображающий бога грома.
Мощные раскаты грома и ослепительный блеск молнии с древнейших времен вызывали у человека страх. Человек долго не мог объяснить это загадочное и грозное явление природы, но пытался защититься от него.
Из хроник древних египтян известно, что еще много тысяч лет тому назад они возводили для защиты храмов от молнии (для улавливания «небесного огня») металлические опоры с позолоченными остриями и высокие деревянные мачты, обитые медными полосами, хотя никто не имел ни малейшего представления о природе электричества.
Это — первые в истории молниеотводы. Они порождают сильные восходящие разряды и тем самым обеспечивают для молнии безопасный путь к земле. По всей видимости, знания древних египтян опирались на опыт, который позже был забыт людьми.
- Молниеотвод Бенжамина Франклина
- Бенджамин Франклин (1706 — 1790) — известный деятель США, прославившийся на дипломатическом, журналистском и научном поприще, был одним из первых изобретателей молниеотвода.
В 1749 году он предложил, чтобы вблизи зданий от молнии воздвигались высокие заземленные металлические мачты — молниеотводы. Франклин ошибочно предполагал, что молниеотвод будет «отсасывать» электричество из облаков. Уже в 1747 году он писал об этом свойстве металлических острий.
Оно было известно не только во многих европейских городах, но и в Филадельфии. Эти знания — результат многочислениых опытов с электричеством после открытия лейденской банки в 1745 году.
Представление Франклина о молниеотводе изложено в письме из Филадельфии от 29 августа 1750 года П. Коллинсону. Франклин писал о двух типах молниеотводов — простом стержневом заостренном молниеотводе с заземлением и приборе-токоуловителе, который «разделен на большее число точек». Всеобщее распространение получили сведения о стержневом типе молниеотвода.
- 9 сентября 1752 года в газете «Pennsylvania Gazette» Франклин опубликовал краткое сообщение о том, что несколько парижских дворян установили металлические шесты на крышах своих домов для защиты от молнии.
- 1 октября 1752 года Франклин пишет Коллинсону, что сам он установил два молниеотвода на общественных зданиях в Филадельфии.
- Вероятно, что в это время он установил на своем доме заземленное экспериментальное устройство для изучения атмосферного электричества, которое объективно могло выполнять функцию молниеотвода.
Когда Бенджамин Франклин придумал молниеотвод (часто его называют также громоотвод), многие в это не поверили. Может ли быть, что человек мог воспрепятствовать промыслу Божьему? Но Франклин собрался это доказать, потому что сам он никогда не искал легких путей, а вот молния как раз (по его предположению) искала.
В Филадельфии, как известно Франклин выпускал свою газету, так там сильные грозы случались нередко, а где грозы там и молния, а где молния там и пожары. И Франклину в своей газете приходилось печатать время от времени о сгоревших ранчо вместе с другими новостями и это дело ему надоело.
В юности Франклин увлекался изучением физики, поэтому в электрическом происхождении молнии он был абсолютно уверен. Зная Бенджамин и то, что электропроводимость у железа была гораздо выше, чем у черепицы.
А значит по теории поиска легких путей, которые Бенджамин знал в совершенстве, атмосферный заряд скорее ударит в металлический шест, чем в крышу дома.
Оставалось только убедить недоверчивых жителей Филадельфии и молнию.
Однажды в один из пасмурных дней 1752 года Бенджамин Франклин вышел на улицу, в руках у него был не зонтик, а воздушный змей.
На глазах у изумленной публике Франклин смочил веревку соляным раствором привязал ее конец к металлическому ключу, и запустил змея в грозовое небо.
Змей понимался и почти скрылся из виду, как вдруг сверкнула молния, и раздался оглушительный треск и в ту же минуту вниз по веревке скатился огненный шар, ключ в руках Франклина стал сыпать искрами. То, что молнию можно приручить было доказано.
Франклин пользуясь своим влиянием в научных кругах, стал широко пропагандировать свой молниеотвод. Уже скоро длинный металлический шест вкопанный в землю рядом с домом стал обычным явлением. Сначала в Филадельфии потом и по всей Америке, а уже позже в Европе. Но находились и те, кто противился и ставил шесты не вне, а внутри дома, но их по понятным причинам становилось все меньше и меньше.
Молниеотвод М. В. Ломоносова
М. В. Ломоносов (1711 — 1765) — великий русский естествоиспытатель, философ, поэт, член Петербургской академии наук, основатель Московского университета, изобрел молниеотвод независимо от Б. Франклина.
В 1753 году в своем сочинении «Слово о воздушных явлениях электрического происхождения» он высказал правильную мысль о действии молниеотвода и отвода разряда молнии с его помощью в землю, что соответствует современным взглядам. Он изучил грозовые явления в природных условиях Петербурга совместно с академиком Г. В. Рихманом, для этой цели сконструировал несколько приборов.
26 июля 1753 года при проведении опытов с атмосферным электричеством молнией убило академика Рихмана.
В том же году Ломоносов предложил, чтобы для защиты зданий от молнии возводились молниеотводы в виде высоких заостренных железных стержней, нижний конец которых уходил бы глубоко в землю. В разных городах России начали устанавливать первые молниеотводы в соответствии с его рекомендациями.
- Удар молнии в Эйфелеву башню в начале XX века — считается первой фотографией молнии в истории
- Виды первых молниеотводов
Для защиты от молнии и по сей день используют молниеотвод. Толчком к массовому возведению молниеотводов послужила катастрофа в итальянском г. Брешия, где в 1769 году молния ударила в военный склад. Взрывом уничтожило шестую часть города, погибло около 3000 человек.
Молниеотвод Франклина первоначально состоял из одного улавливающего заостренного стержня, установленного на коньке крыши, и одного заземленного отвода, проведенного по поверхности крыши, по ее середине (в настоящее время используется лишь изредка).
Молниеотвод Гей-Люссака состоит из нескольких взаимосвязанных уловителей и отводов, в основном по углам здания.
Молниеотвод Финдейзена — в этой конструкции не используются высокие уловители. Все более крупные металлические предметы на крышах связаны с отводами. В настоящее время это наиболее рекомендуемый способ защиты от молнии для обычных построек.
Камерный молниеотвод (камера Фарадея) образует сеть из проводников над защищаемым объектом.
Мачтовый молниеотвод (называемый еще отвесным) представляет собой мачту, установленную вблизи защищаемого объекта, но не связанную с ним.
Радиоактивный молниеотвод — в нем используются радиоактивные соли на уловителях, способствующие ионизации атмосферы и до определенной степени повышающие эффективность молниеотвода.
Радиоактивный молниеотвод построен на принципе «конуса» ионизации, сопротивление которого меньше, чем сопротивление окружающего воздуха. Такой молниеотвод защищает от молнии пространство в радиусе 500 м.
Для защиты целого города достаточно несколько таких молниеотводов.
- Важные моменты
- В настоящее время молниеотводы устанавливаются по возможности в наивысших точках, чтобы сократить путь молнии и обезопасить наибольшее пространство.
- Современные молниеотводы характеризуются более эффективной, простой и рациональной конструкцией по сравнению с молниеотводами старшего поколения.
Три главные части молниеотвода: уловитель молнии, отвод и заземление. Большинство современных молниеотводов различаются только конструкцией самой верхней части, т. е. уловителя молнии. Отводы и заземления для всех видов молниеотводов одинаковы, и к ним предъявляются одинаковые требования.
- Надежная защита от разрушительных ударов молнии — технически исправный молниеотвод, установленный специалистом и находящийся в надлежащем порядке.
- Будучи в хорошем состоянии, молниеотводы гарантируют наибольшую степень защиты, какую может обеспечить современная техника, в исключительных случаях — молнии с высокими параметрами могут также нанести ущерб защищенным зданиям.
Устанавливая молниеотвод, нужно учитывать следующее: молния ударяет не только в высокие, но и низкие здания. Разветвленный разряд может одновременно ударить в несколько зданий.
- Плохо сконструированный или поврежденный молниеотвод опаснее, чем его отсутствие.
- А вы это знаете?
- 35 часто задаваемых вопросов о грозе и молнии
Воздушный змей Бенджамина Франклина
Первые эксперименты по изучению электричества Бенджамина Франклина датируются далеким 1747 годом.
Именно в этом году ученый начал писать письма члену Лондонского королевского общества Питеру Коллинсону, подробно описывая в них цель и методику проводимой исследовательской работы.
В 1749-1752 годах Франклин наконец-то прояснил для себя ряд моментов, касаемых происхождения электричества, обратившись к изучению грозовых явлений. В своем письме от 29 июля 1750 года Бенджамин Франклин предложил Питеру Коллинсону присоединиться к проведению эксперимента, доказывающего существование электрических зарядов.
О подробностях эксперимента Франклина мы можем узнать из книги писем Коллинсону, опубликованной в 1751 году под названием «Опыты и наблюдения за электричеством». Ученый предлагал укрепить наверху какой-нибудь высокой башни сторожевую будку. На дне будки, в которой должен был находиться человек, Франклин намеревался разместить электрическую подставку.
Через середину подставки проводился железный прут с изгибом для вывода через дверь, конец прута с тонким острием должен был уходить в небо на двадцать-тридцать фунтов.
По предположению Франклина, человек, который присутствовал внутри сторожевой будки во время грозы, и стоял на совершенно сухой подставке, должен был испускать искры за счет электричества, отводимого железным прутом от тучи.
В случае возникновения опасности для жизни экспериментатора, последний должен был перешагнуть с электрической подставки на пол сторожевой будки и периодически подносить к пруту проволочную петлю, держась при этом за сургучную рукоятку. Один конец петли обязательно необходимо было соединить со свинцовой крышей. Последние действия были необходимы, дабы отводить от прута искры.
После обнародования писем Франклина, появилось много желающих повторить его опыты. Первыми, кто решился на предложенный американским ученым эксперимент, доказывающий существование электрических зарядов в грозовых тучах, были Далибар и физик Декор.
Подтвердил правильность доводов Франклина и отставной солдат по имени Куафье, став свидетелей образования искр при прохождении над экспериментальной установкой с прутом грозовых туч.
Искры, со слов Куафье, приставленного для охраны экспериментального оборудования, перескакивали через воздушное пространство с железного прута к заземленной проволоке.
Через месяц после Далибара опыты по выявлению электрической природы грозовых туч собственными силами провел Бенджамин Франклин. Это как раз и был всемирно известный сегодня эксперимент с применением воздушного змея, подробно описанный Франклином в письме к Коллинсону.
Для исследования электрических свойств туч Бенджамин Франклин самостоятельно соорудил воздушного змея, натянув на крестовину из двух кедровых палок легкий шелковый платок.
К крестовине змея он прикрепил небольшую 30-сантиметровую проволоку, конец которой направил вверх.
К нижнему концу собранного воздушного змея ученый привязал шелковую ленту, а в месте контакта ленты с дополнительным поводком – ключ.
Во время проведения опытов в грозу, цель которых сводилась к добывания огня с неба, человек, управляющий воздушным змеем, должен был находиться под укрытием, дабы не намочить шелковую ленту.
Острая проволока, прикрепленная к воздушному змею, извлекала электричество из проходящих над ней туч, электризируя находящуюся в воздухе ткань.
Когда дождь полностью смочил змея, сделав его способным свободно проводить электричество, экспериментатор мог увидеть, как электрический огонь легко стекает с ключа при малейшем приближении пальца.
Идеи Франклина позаимствовал для своих опытов французский судья и по совместительству ученый-любитель Жак де Рома. Свои опыты со змеем Жак де Рома впервые решился публично продемонстрировать со своим напарников Шевелье де Виве 14 мая 1753 года в Нераке.
В этот день в грозовое небо был поднят бумажный воздушный змей с размерами семь футов и пять дюймов в высоту, и три фута в ширину. Однако, публичный эксперимент по исследованию атмосферного электричества был провален – электричества змей так к себе и не притянул.
Причину неудачи Жак де Рома объяснил народу недостаточным намоканием используемой в опыте пеньковой веревки.
К своим публичным экспериментам Жак де Рома вернулся 7 июля того же года. Ученым вновь был запущен в небо огромный воздушный змей, но вместо предыдущей веревки, которая была привязана в длинному хвосту змея, в этот раз он решил использоваться шелковый шнур длиной в три с половиной фута, спрятав его нижний конец под крышей дома одного из жилых домов.
К концу веревки, на которой был запущен змей, Жак де Рома прикрепил жестяную трубу для притягивания электричества к земле из воздуха, и привязал конец шелковой ленты. Дополнительно, для отвода электричества, он использовал 12-дюймовую хрустальную трубу с жестяной трубой внутри.
К последней он привязал медную цепочку такой длины, чтобы она касалась поверхности земли.
Когда началась гроза и воздушный змей хорошо промок, Жак де Рома прикоснулся хрустальной трубой к трубе, висящей на веревке, и изумленная публика смогла увидеть удивительное явление — жестяная труба заискрилась. Прикоснувшись пальцем к трубе, Жак де Рома ощутил сильный электрический удар, который распространился по всей его руке, плечах и коленях.
Дабы доказать народу правдоподобность эксперимента, де Рома предложил желающим самостоятельно проверить на себе влияние «воздушного» электричества. Восемь смельчаков из толпы, ухватившись друг за друга, ощутили все «радости» прохождения тока через тело. Сам же Жак де Рома в этот день больше не рискнул прикасаться к проводящей ток трубе воздушного змея.
В 1755 году Жак де Рома обратился в Парижскую академию наук с просьбой признать свое первенство в изучении природы воздушного электричества при помощи змея.
Практически десять лет ушло на ученое разбирательство – в 1764 году Жак де Рома был включен в число почетных членов Парижской Академии Наук и признан первым в истории человеком, провевшим опыты по добыванию искр из грузовых туч при помощи воздушного змея. Особу Бенджамина Франклина во внимание не брали, так как его опыты так и не были публично засвидетельствованы.
Был ли на самом деле воздушный змей Франклина — неизвестно. Вполне возможно, что эксперименты Франклина были не более чем теоретическим предположением, хоть и сыгравшем определенную роль в изучении природы электричества.
Атмосферное электричество. Бенджамин Франклин
15 июня 1752 года, американский ученый, исследователь и государственный деятель Бенджамин Франклин (1706 – 1790 гг.) проводил уникальный физический эксперимент, с помощью которого хотел раз и навсегда подтвердить электрическую природу молний, ведь до этого молния считалась чем-то совершенно непостижимым, относящимся к делам исключительно божьим.
Он мыслил следующим образом: если грозовая туча заряжена, то поднятый вверх металлический штырь также получит электрический заряд. Зная о печальном опыте некоторых своих предшественников, он тщательно продумал все детали эксперимента.
Кроме всего прочего, возведение длинного штыря стало бы сложной задачей, и Франклин решил пойти другим путем. О деталях этого своего эксперимента он написал Питеру Коллинсону в письме, датируемом 19 октября 1752 года.
Коллинсон предоставлял ученому некоторые приборы для экспериментов.
Из двух легких кедровых реек был изготовлен каркас в форме креста, размером с большой шелковый платок. Этот платок был закреплен на каркасе, после чего к конструкции был прикреплен острый медный штырь для более легкого привлечения атмосферного электрического заряда. Получился воздушный змей, которого ученый и планировал запустить в ближайшую грозу.
К змею была привязана длинная бечевка, которая должна была намокнуть под дождем и стать проводником электричества. К нижнему концу бечевки Франклин прикрепил ключ в качестве электрода, соединенный проволокой с лейденской банкой, затем привязал к бечевке кусок шелковой ленты с целью обезопасить себя от электрического удара.
Уже тогда Франклин четко понимал важную роль заземления.
Эксперимент проводился на одном из полей города Филадельфии, штат Пенсильвания. Франклин позвал в качестве помощника своего 21 летнего сына, который часто изображается ребенком на традиционных иллюстрациях этой легендарной сцены. Он понимал, какому осмеянию подвергались экспериментаторы, поэтому совершенно не афишировал запланированный эксперимент.
Во время приближающейся грозы змей был запущен прямо под грозовые облака, а Франклин с сыном укрылись под крышей сарайчика, стоявшего на поле, и внимательно наблюдали за происходящим. Прошло несколько минут, экспериментатор видел, как одно за другим грозовые облака проходят над змеем, но видимых признаков электричества нет.
Через некоторое время ученый обратил внимание на то, как кусочки бечевки словно расталкиваются друг от друга, он понял, что это очень похоже на то, как нити расталкиваются, находясь на общем проводе под действием статического электричества. Стало ясно, что лейденская банка заряжена, и чуть приблизив руку к ключу, Франклин получил легкий удар электрического тока.
Так была раз и навсегда доказана электрическая природа молнии.
Биография Бенджамина Франклина
Почти каждый из нас знает этого человека в лицо. Но мало кому известно, чем он прославился
Американец Бенджамин Франклин (1706-1790) – одна из самых колоритных личностей в мировой истории. Он был ученым, писателем, дельцом, дипломатом, политическим деятелем. Как многим талантливым людям, ему пришлось пробиваться наверх из бедных слоев общества.
Ему помогали в этом природные энергия и смекалка, а еще – умение ладить с людьми, этим качеством он славился всю жизнь. Франклин родился в Бостоне в семье ремесленника, переселившегося из Англии в связи с религиозными преследованиями. В этой многодетной семье он был пятнадцатым ребенком.
Его официальное образование закончилось годом учебы в бостонской школе – отец не мог платить за обучение, и подросток пошел работать в типографию к старшему брату. Дело книгопечатания он освоил очень быстро, много читал. Когда брат Джеме начал издавать местную газету, Бенджамин стал активным сотрудником, подавая свои первые рукописи анонимно.
В биографиях великих людей мы часто замечаем некий поворотный момент, который на первый взгляд является неблагополучным, отторгает человека от семьи, постоянного дохода или создает какое-то иное препятствие, чтобы вывести его на самостоятельный жизненный путь.
Не то, чтобы старший брат эксплуатировал младшего Бенджамина, он скорее завидовал его таланту, и Франклину пришлось покинуть налаженное дело и несколько лет скитаться в поисках фортуны. Сменив несколько типографий, сначала в Америке, затем в Англии и снова на родине, он наконец заключил договор с капиталистом Мередитом и осел в Филадельфии.
Наконец к Франклину пришел его первый жизненный успех: он стал единственным владельцем заведения, начал получать правительственные заказы, ему поручали даже печатать деньги. Разбогатев, он начал издавать продукцию по своему вкусу – газету и календари с полезными сведениями.
Карьера Бенджамина Франклина
Разнообразные творческие интересы уже в то время отличали Франклина от просто владельца производства. Он создал в Филадельфии литературно-научный клуб, собрал вокруг себя людей, интересовавшихся самообразованием, наукой, философским чтением. При клубе возникла публичная библиотека.
Это движение распространилось на целый ряд соседних городов. Карьера Франклина начала набирать обороты, он сделался директором пенсильванской почты, затем директором почт всей английской Америки. С 1740-х годов он полностью посвящает себя общественной и научной деятельности.
Далекий от совершенства общественный порядок в Филадельфии начал быстро меняться благодаря его организаторскому таланту.
Заметив, что люди не хотят совместно делать нечто нужное и полезное или собирать деньги на дело, если инициатива исходила лично от него, он применил другую тактику – отошел в тень, говоря, что инициатива исходит от клуба или группы лиц. Так ему удалось создать в городе постоянную стражу и пожарную команду.
В 1749 г. основал академию – первое учебное заведение, включающее среднюю и высшую школу, созданную на общественные средства – по подписке, устроенной самим Франклином.
Через несколько лет он таким же образом открыл общественный госпиталь; организовал пенсильванскую милицию, имевшую в своем распоряжении двенадцать тысяч человек, а также интендантскую часть.
Во время работы конгресса губернаторов колоний Франклин выступил с предложением создания федерации колоний, то есть государства с выбором депутатов от каждой колонии в общее собрание, с назначением президента собрания английским правительством. Конгресс проект одобрил, но английское правительство оставило проект без ответа.
Репутация “опаснейшего врага Англии”
В период обострения отношений между метрополией и колониями в связи с введением разного вида налогов (гербового сбора, налога на сахар, чай, бумагу и даже оконные стекла) Франклин не раз бывал посредником в урегулировании отношений между английским правительством и губернаторами колоний.
В конце концов Франклин получил репутацию “опаснейшего врага Англии” за создание ряда памфлетов против притеснения метрополией американских колоний и за обнародование переписки одного из американских губернаторов, свидетельствовавшей о предательстве интересов колоний. В 1775 г.
он был избран депутатом в колониальный конгресс и принял участие в разработке декларации независимости, объявившей колонии Соединенными Штатами. Франклину пришлось выступить и в качестве дипломата, выехать во Францию для заключения союза против Англии во время войны за независимость колоний.
Там он обрел необычайную популярность – и как борец за независимость, и как крупный ученый. В последние годы войны за независимость он вернулся в Америку, был одним из трех комиссаров, уполномоченных конгрессом вести переговоры о мире.
Последние годы жизни он провел мирно, счастливо и безбедно в кругу семьи, живо интересуясь наукой, поддерживая идею федерации при полном самоуправлении американских штатов, борясь за освобождение негров. Он даже направил в конгресс петицию движения аболиционистов за отмену рабовладельчества, которая, правда, осталась без ответа в 1790 г.
Вообще счастливый характер Франклина позволил ему не только нажить состояние, плодотворно трудиться с юных лет, но и до старости сохранить способность к творчеству, о чем свидетельствует такой факт – в 83-летнем возрасте он изобрел двухфокусную подзорную трубу.
Считают, что научной деятельностью Франклин занялся, скопив для этого порядочное состояние и пытаясь отойти от общественных дел, что ему удавалось далеко не полностью и на сравнительно короткие сроки. Тем более поразительны результаты, достигнутые этим человеком.
Известно, что Франклин изобрел громоотвод и плоский конденсатор, объяснил природу электричества, исследовал течение Гольфстрим, работал в области теплопроводности металлов, изучал распространение звука в воде, внес вклад в геологию и ботанику.
В области метеорологии он ввел понятие высокого и низкого атмосферного давления, объяснил природу водяного смерча. Он уделял внимание и медицине, первым исследовав лечебные свойства ревеня и капусты кольраби.
Одновременно он оставил свой след и в области гуманитарных наук – философии, политэкономии, внес вклад в методику преподавания истории в средней школе, писал и собственные исторические труды, главным из которых является “Исторический очерк конституции и правительства Пенсильвании”. Он выступал поборником реформы английского языка и письменности.
Исследователям творчества Франклина известны его экспериментальные научные работы, технические изобретения и усовершенствования.
В числе последних можно назвать способ противопожарной защиты жилых зданий, использование меди для покрытия крыш, создание очков для людей с различными дефектами зрения.
Однако среди самых популярных его изобретений оказался камин, вошедший в употребление как в Новом, так и в Старом свете.
Изобретение громоотвода
Электричеством он заинтересовался в сорокалетнем возрасте, увидев в Бостоне публичные опыты заезжего шотландца. Опыты были крайне несовершенны, но сам предмет изумил Франклина. Имевший к тому времени обширные знакомства, он обратился за помощью к научным кругам Англии.
Член Лондонского королевского научного общества Коллинз прислал в адрес филадельфийского библиотечного общества необходимую аппаратуру с подробными инструкциями. Освоив уже известные опыты, он написал лекции-инструкции для одного из друзей, отправив его в турне по стране с платными сеансами.
В лекциях указывалось, что природа молнии тождественна природе электричества.
Франклин, совершенно не заботясь о собственном приоритете этого открытия и о том, что другой человек будет популяризировать его по всей стране, стремился только к одному – быстрее рассказать людям то интересное, что знал сам.
К Франклину восходит современная терминология по электричеству, понятия – батарея, конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка, обозначения противоположных зарядов плюсом и минусом. Он сам и открыл эти противоположные полюса, обосновал гипотезу о материальной природе электричества, подошел к пониманию законов электростатического поля.
Франклин полагал, что любое тело является как бы губкой, насыщенной электричеством; наэлектризованное с избытком является положительно заряженным, а имеющее недостаток электрических частиц заряжено отрицательно. Со времен Франклина вошел в обиход и термин “лейденская банка” – обыкновенная закупоренная бутыль с водой, в которую был погружен металлический стержень, пропущенный через пробку.
Иногда бутыль заворачивали в металлическую фольгу.
Франклин задался простым вопросом, на который было сложно ответить: где скапливается электричество – в стекле, воде или на металле?
Провел серию опытов, которые показали, что это стекло. Доказательство того, что электрический заряд собирается в диэлектрике, спустя столетие легло в основу работ Максвелла, создавшего теорию электромагнитных волн, которая, в свою очередь, привела к изобретению радио. До Франклина в науке царила теория “смоляного” и “стеклянного” видов электричества.
Франклину пришлось доказывать, что нет никаких особых его видов.
Наверное, Франклина можно считать гением популяризации науки. Открыв способ укрощения волнения на воде, он устроил в Лондоне публичную демонстрацию, дождавшись сильного ветра. Он вылил бутыль масла на поверхность волнующегося пруда и показал, как мгновенно успокаивается волнение.
Физика представляла для него живое дело, долженствующее иметь общественный резонанс.
Любую новую идею он прежде всего выносил на суд публики, а не на суд коллег-профессионалов. Если это и случалось, то не ждал от них мнений и решений, а предпочитал проводить публичные сеансы по электричеству или заниматься общественной работой.
Для демонстрации заряженности тел электричеством он придумал следующий публичный опыт. Два человека становились на восковые подушки-изоляторы. Один трением электризовал стеклянную палочку и касался ею другого человека; оба оказывались наэлектризованными.
Люди касались друг друга, сверкала искра, а публика получала доходчивые объяснения. Опыты с лейденскими банками повторяли буквально повсюду, потому что масса людей желала испытать на себе действие электрического разряда.
Специально для французского короля на плацу было выстроено 180 гвардейцев, взявшихся за руки. Эта живая цепь при получении легкого электрического удара высоко подпрыгнула в воздух.
Любовь к опыту привела Франклина к идее одного из главных его изобретений – громоотвода. 12 апреля 1753 г. он провел знаменитый опыт со змеем. По углам рамки змея, сделанного из легкого шелкового платка, он поместил острия, исходя из убеждения, что острые предметы притягивают электричество.
Змей был запущен в грозу, молнии притягивались остриями и передавались на бечевку, тянущуюся к земле. Чтобы изолировать бечевку от земли, Франклин привязал к ней шелковую ленту. Необходимо было следить, чтобы лента не намокала. Для этого человек, запускавший змея, стоял под крышей.
Когда грозовая туча проплывала над змеем, вся система заряжалась электричеством, при этом заметили, что при намокании змея и бечевки их электропроводность сильно увеличивалась. Для накопления электрических зарядов к концу бечевки привязывали металлический ключ.
Франклин писал: “Электрический огонь обильно стекает с ключа при приближении вашего пальца”.
Опыт требовал точного расчета и осмотрительности, был связан с риском для жизни. (В этом же году в России во время аналогичных экспериментов погиб Рихман, приблизившийся к наэлектризованному стержню “громовой машины”).
Так ученый пришел к выводу, что громоотвод дает возможность отводить электричество по металлическим стержням в землю.
Книга Франклина об электрической природе молнии была переведена на французский, итальянский, немецкий, латинский – международный научный язык того времени.
В Париже в присутствии короля и двора были проведены опыты по притяжению молнии из облаков. Франклин был избран членом Королевского общества Великобритании, почетным членом многих академий и ученых обществ зарубежных стран.
Современники называли Франклина Ньютоном электричества, новым Прометеем, укротившим небесный огонь.
Однако такое кардинальное, да еще и связанное с опасным делом – электричеством – новшество, не могло быть внедрено в жизнь без острых баталий, дискуссий и курьезов. Когда один из французских домовладельцев водрузил на своем доме остроконечный громоотвод, соседи подали на него в суд. Процесс длился несколько лет.
В защиту громоотвода выступил молодой адвокат Максимилиан Робеспьер, а экспертом со стороны истца выступал Жан-Поль Марат, считавший громоотвод вредным и опасным экспериментом.
В России имя Франклина впервые было упомянуто в 1752 г. в газете “Санкт-Петербургские ведомости” в связи с изобретением громоотвода.
Он был первым американским ученым, которого избрали иностранным членом Петербургской академии наук по инициативе княгини Екатерины Дашковой. Первые официальные дипломатические российско-американские отношения были налажены также с помощью Бенджамина Франклина. В Париже он встречался с Д. Фонвизиным, переписывался с российским послом в Гааге князем Д. Голицыным. Н.
Карамзин писал о Франклине: “Он сделался известен в двух частях света, смирил гордость британцев, даровал вольность почти всей Америке и великими открытиями обогатил науку”.
Читать
Митчел Уилсон
Американские ученые и изобретатели
Предисловие
Читателя, который даст себе труд познакомиться с очерками Митчела Уилсона, воскрешающими многие яркие страницы истории изобретательской мысли, вряд ли придется убеждать в высоких литературных достоинствах этого труда.
Писатель, хорошо известный широким читательским кругам в Советском Союзе по романам «Жизнь во мгле» («Живи среди молний»), «Брат мой — враг мой» и «Встреча на далеком меридиане», в своей серии литературных портретов американских ученых и изобретателей выступает не только как острый новеллист, но и как глубокий знаток тех конкретных областей человеческой деятельности, в которых подвизаются его герои. В начальный период работы Энрико Ферми в Америке, куда тот бежал из Италии Муссолини, чтобы отдать свои знания ученого борьбе с фашизмом, Митчел Уилсон был одним из его первых американских ассистентов. По собственному признанию писателя, историей науки он в течение многих лет интересовался только как любитель.
— Просто, чтобы отдохнуть, — рассказывал он, — я иногда покидал мою лабораторию и шел в физическую библиотеку университета, где выбирал наугад какие-нибудь древние протоколы заседаний Королевского общества и читал какой-нибудь забытый научный доклад двухсотлетней давности.
Когда я работал в области прикладной физики, мне часто нужно было просматривать старые патенты по токам высокой частоты, но поскольку я люблю возвращаться к началу, даже к началу начал, мои поиски иногда уводили меня очень далеко, к самым первым патентам в нашей истории.
- К работе над книгой рассказов о судьбах американских изобретателей и их творений писателя влекло также убеждение, что его читатель должен быть знаком с техникой современности.
- — Ему следует, — утверждает Уилсон, — знать главную движущую силу современного общества — технику, так же, как сто лет назад люди знали землю.
- Читателя не могут смутить психологические черточки «американизма», которыми автор наделяет многих своих героев — гениальных творцов (и неудачников, с точки зрения обывательских представлений о материальном преуспеянии).
В очерке о Фултоне автор пишет: «Так же, как Джордж Вашингтон сделался вдохновителем поколений юношей, мечтавших стать юристами и политическими деятелями, так и Роберт Фултон служил наглядным доказательством того, что американцы могут сделать все, за что бы они ни взялись». Или, скажем, в другом очерке подчеркивается: «Морзе в то время твердо верил, что американцы могут добиться чего угодно, стоит только крепко взяться за дело».
Для истолкования этих особенностей психологии самих новаторов прошлого века у нас есть надежный марксистский ключ.
Нельзя забывать, что в определенных исторических условиях набиравший силу молодой американский капитализм, успешно выдержавший единоборство с дряхлеющей британской колониальной империей и еще не переросший в стадию империалистического загнивания, объективно играл прогрессивную роль в развитии производительных сил страны.
Для облегчения ориентировки в событиях американской истории, которые автор намечает лишь пунктирно, считая их заведомо известными читателю, можно напомнить, что, когда в 1776 году рождались Соединенные Штаты, «американские поселения» были лишь разбросанными прибрежными поселками, разделенными тянущимися на большие расстояния болотами, пустырями, пустынным морским берегом и первобытными лесами, где господствовала тишина. Поселения растянулись узкой полоской на тысячи миль от штата Мэн до штата Джорджия. Редко кто проникал в глубь материка больше, чем на сто миль от той линии, где волны Атлантического океана набегали на прибрежный песок. Дальше за этой сотней миль лежала молчаливая лесная страна, которая так и называлась — «дикая глушь».
На заселенных тысячах миль побережья насчитывалось всего около двух с половиной миллионов жителей, в большинстве своем обитателей небольших городков.
В северных районах почти в половине городов были школы, однако на Юге, в штате Виргиния, как и в самых отсталых районах Европы, преобладала неграмотность. И такое положение сохранялось намеренно.
Там были высшие учебные заведения, но в них училось менее 300 студентов, а оканчивало менее 50 человек в год.
Линию аванпостов на рубеже «дикой глуши» называли границей, а чаще другим словом, которое, подобно отзвуку колокола, несло в себе значение героизма и стремительного натиска — словом «Запад». Самые первые поселения располагались обычно на полоске земли у устья рек, впадающих в океан, и Запад был всего лишь в нескольких милях вверх по течению, в тиши стерегущего леса.
Близость «дикого Запада» отражалась на всех сторонах жизни американцев.
Первое столетие началось неблагоприятно.
Люди, отстаивавшие революцию от натиска английской короны, были в массе своей плохими мастерами, потому что английская политика или, как ее называли в то время, «торговая теория» предписывала рассматривать «американские поселения» как источник сырья для английских ремесленников, и не больше. В результате уровень американского мастерства был ниже уровня мастерства европейских ремесленников. И не случайно первые американские ученые и изобретатели были одновременно и первыми мастерами-практиками.
Бенджамен Франклин, помимо своих исследований в области электричества, занимался практической деятельностью по отоплению домов и начал разрабатывать основы метеорологии. Печью Франклина пользовались в свое время во всем цивилизованном мире.
Эли Уитни сразу же после революции изобрел машину, которая отделяла волокна хлопка от его черных семян. Эта машина сделала хлопок настолько ценным товаром, что все послереволюционные разговоры об освобождении рабов прекратились на последующие 60 лет.
Митчел Уилсон считает первые победы Эли Уитни провозвестниками промышленного развития Севера.
В действительности же изобретательское творчество Уитни служило задачам повышения производительности машин в уже рождающейся системе массового производства, точно так же как потребности механизации земледелия в центральных и западных районах Америки вызвали к жизни изобретение механической жатки и высококачественного плуга. Когда вся страна превратилась в сельскохозяйственную базу для расширяющейся промышленности Севера, сбалансированная экономика Севера смогла уверенно одержать победу над Югом.
После этой победы центральное федеральное правительство было признано верховной властью в стране. Однако за победу Соединенные Штаты заплатили не только жизнями своих солдат во время войны. Англия и другие европейские государства бойкотировали Соединенные Штаты в надежде, что республиканские силы потерпят поражение.
Бойкот европейских стран (в котором по разным мотивам не участвовали ни официальная самодержавная Россия, ни прогрессивные ее круги) поставил Соединенные Штаты перед необходимостью строить и совершенствовать сталелитейные и военные заводы и расширять сеть железных дорог.
В эту эпоху Томас Эдисон сумел нажить огромное состояние на своих изобретениях в области электричества, а Александр Грэхем Белл успешно реализовал идею телефона.
Примерно в начале нынешнего столетия период стремительных темпов роста закончился. В это же время прочное место в Америке стало занимать техническое и научное образование. До тех пор американец, желавший серьезно изучать науки, должен был ехать в Европу.
Первая в Соединенных Штатах докторская степень в области машиностроения была присуждена в 1765 году Уилларду Гиббсу, который даже после этого все-таки вынужден был в течение двух лет приобретать в Европе знания, необходимые для его будущей грандиозной работы в области термодинамики.
Майкельсон, в 1875 году в возрасте 28 лет измеривший скорость света и отвергший гипотезу эфира, после завершения образования в Америке учился в университетах Германии.
До 1895 года ни один американский университет фактически не был в состоянии дать обучающимся в нем глубокие знания, необходимые для получения ученой степени.
Загрузка...
