W lipcu 1752 r. Benjamin Franklin przeprowadził eksperyment z latawcem, dzięki któremu udało mu się udowodnić, że pioruny podczas burzy są w rzeczywistości wyładowaniem elektrycznym.
Gdy zza oceanu doszły wiadomości o wynalazkach Kleista i Musschenbroeka, Franklin sporządził butelki wzmacniające i wykonał z nimi ciekawe doświadczenia. Obserwacje upewniły go w tym, że piorun jest takim samym zjawiskiem jak iskra elektryczna.
Franklin dawno zauważył, że z metalowego ostrza przymocowanego do naładowanego konduktora maszyny (przewodnika), elektryczność spływa stopniowo, bez gwałtownych wyładowań. Jeżeli do naładowanego konduktora przybliżymy metalowe ostrze, konduktor traci swój ładunek, który "spływa" na ostrze. Jego przypuszczenia zdawał się potwierdzać wynalazek europejskich fizyków, Kleista i Musschenbroeka, tzw. butelka lejdejska (pokryty metalem szklany pojemnik, służący do zbierania ładunków statycznych. Nazwa pochodzi od holenderskiego miasta Lejdy).
Aby potwierdzić swoje przypuszczenia, Franklin wykonał doświadczenie z latawcem. Zrobił z jedwabnej chustki latawiec, przymocował do niego zaostrzony metalowy pręcik i przywiązał do niego długi sznurek konopny. Na końcu sznurka zawiesił metalowy klucz.
Plan był następujący: po sznurku przymocowanym do metalowego pręta, elektryczność będzie spływała w dół ku Franklinowi, aż przeskoczy na klucz, z którego to spłynie bezpośrednio do wzmocnionej butelki (butelka lejdejska). Sznurek należało trzymać za przywiązaną doń taśmę jedwabną, która stanowiła izolator. Otrzymaną elektryczność Franklin miał zbadać i porównać z elektrycznością wytwarzaną przy pomocy maszyny.
Rzeczywiście tak się stało. Kiedy burza nadeszła, Franklin zaobserwował, że włókna liny się najeżyły. Dotknął zawieszonego na sznurze klucza palcem, co spowodowało przeskok iskry. Gdyby Franklin nie korzystał z izolatora, prawdopodobnie zginąłby na miejscu jak wielu jego poprzedników.
Rok później, 12 kwietnia 1753 r., Franklin przeprowadził inny eksperyment, podczas którego udało mu się ściągnąć ładunek z chmury do butelki lejdejskiej.Porównał otrzymany ładunek z tym uzyskanym przez otarcie szklanego pręta i doszedł do wniosku, że chmury burzowe zwykle są naładowane ujemnie.
Nie mylił się i tym razem. Zwykle w chmurze występuje następujący układ ładunków: na szczycie znajduje się cienka warstwa naładowana ujemnie, u dołu więcej jest ładunków dodatnich. W środkowej partii chmury, gdzie para wodna, kropelki chmury i kryształki lodu mieszają się ze sobą w temperaturze około -15 st. C, znajduje się duży obszar naładowany ujemnie. Nieco ponad nim istnieje jeszcze jeden obszar dodatni. Pod chmurą, na powierzchni Ziemi, zbiera się ładunek dodatni. Kiedy natężenie pól elektrycznych będzie na tyle duże, by przebić opór powietrza, następuje wyładowanie. Może ono zajść między chmurą a powierzchnią Ziemi, jak również pomiędzy dwiema chmurami.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz