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富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)真實(shí)存在嗎?

2014-04-12 00:00:00AlbertJIAO
課外閱讀 2014年8期

傳言:富蘭克林曾經(jīng)與雷電有親密接觸。據(jù)說(shuō)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(guò),風(fēng)箏線上有一小段直立起來(lái),像被一種看不見的力量移動(dòng)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(shí)在是數(shù)不勝數(shù)。他參加起草了《獨(dú)立宣言》和美國(guó)憲法,擔(dān)任過(guò)州長(zhǎng),是美國(guó)歷史上第一位駐外大使,出版了費(fèi)城第一份報(bào)紙《賓夕法尼亞報(bào)》、美國(guó)第一本醫(yī)學(xué)專著、第一部小說(shuō)以及其他很多暢銷書,在多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域也有很多貢獻(xiàn)。

富蘭克林生前身后自然流傳著很多故事,這個(gè)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(shuō),很多美國(guó)人深信不疑。在國(guó)內(nèi),作為語(yǔ)文教科書里的“老段子”,同樣盡人皆知??墒沁@到底是個(gè)神話還是真有其事呢?

富蘭克林是第一個(gè)提出用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明天空中的閃電就是電的科學(xué)家,那是在1750年。但是第一個(gè)付諸于實(shí)踐的卻是法國(guó)科學(xué)家——他觀察到了鐵棒上的火花,不過(guò)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(shí)驗(yàn)。在俄羅斯有一位物理學(xué)家在模仿這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),因?yàn)椴僮鞑簧鞅焕纂姄羲馈?/p>

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(gè)著名的風(fēng)箏雷電實(shí)驗(yàn),但是缺乏充足的證據(jù)。后來(lái)有研究者發(fā)現(xiàn),富蘭克林本人也從來(lái)沒有正式承認(rèn)做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。盡管對(duì)于富蘭克林是否做過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)存在爭(zhēng)議,但是有一點(diǎn)可以肯定的是,富蘭克林即使做過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),也肯定不會(huì)和傳說(shuō)中的一模一樣。

實(shí)驗(yàn)若成功,富蘭克林必死

云層上的電荷聚集越來(lái)越多,和地面之間形成的電壓越來(lái)越大,最后它們擊穿十幾千米厚的空氣,形成一條到達(dá)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(gè)人的身體,放電電流會(huì)很大,數(shù)量級(jí)達(dá)到幾十千安甚至百千安以上。那么大的電流流過(guò)受害者的軀體,首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因?yàn)閹缀涟驳碾娏骶妥阋允谷祟惖男呐K發(fā)生心室纖維性顫動(dòng)、停搏。雷電流也會(huì)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(jī)械效應(yīng)足以撕裂受害者的皮膚和肌肉,而強(qiáng)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(huì)死亡,即使沒有死亡也會(huì)重度受傷。如果這條導(dǎo)電通道沒有直接通過(guò)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?yàn)楦袘?yīng)的電流而觸電,這稱為“感應(yīng)雷擊”。感應(yīng)雷擊有時(shí)會(huì)比較弱,被擊中者無(wú)大礙,受雷擊大難不死的幸運(yùn)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,絕不可能安然無(wú)恙。

實(shí)驗(yàn)!實(shí)驗(yàn)!

為了探明真相,《流言終結(jié)者》在第4季第5集里復(fù)制了這個(gè)流言。他們?cè)噲D證明三件事:1.風(fēng)箏能否吸引電流,并且通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)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。

實(shí)驗(yàn)者模仿18世紀(jì)時(shí)使用的材料制作了一個(gè)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(yáng)的海風(fēng)中,雖然完全沒有電閃雷鳴,但空氣中的電荷與風(fēng)箏和風(fēng)箏線跟空氣之間的摩擦產(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(yàn)證了。

接著他們把風(fēng)箏線弄濕,風(fēng)箏上的靜電量進(jìn)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(gè)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(lái)源,這個(gè)大金屬球產(chǎn)生的電荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)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(gè)金屬球時(shí),就會(huì)被擊中,如果把一個(gè)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(shí)了。

為了模擬雷電的威力,終結(jié)者走進(jìn)了電力公司的試驗(yàn)中心,這里的高壓電可達(dá)到100萬(wàn)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(gè)假人的模型,里面安裝了一個(gè)模擬的心跳檢測(cè)器,并用模擬的雨中淋濕的風(fēng)箏線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。風(fēng)箏被高壓電擊中時(shí),在鑰匙和假人的“手指”之間出現(xiàn)了明亮的電弧,通過(guò)模擬心臟的電流已經(jīng)超過(guò)可以使人心臟停跳的最大電流的很多倍。這個(gè)“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(wú)損,并且淡定地說(shuō)“我可以證明閃電是電”是不靠譜的。

結(jié)論:富蘭克林或許有過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的想法,即便他真的做過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn),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(huì)是手被電麻了,很可能是當(dāng)場(chǎng)暴斃。

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